Seasonal variations of soil bacterial communities in Suaeda wetland of Shuangtaizi River estuary, Northeast China

Estuarine wetland is the transitional interface linking terrestrial with marine ecosystems, and wetland microbes are crucial to the biogeochemical cycles of nutrients. The soil samples were collected in four seasons (spring, S1; summer, S2; autumn, S3; and winter, S4) from Suaeda wetland of Shuangtaizi River estuary, Northeast China, and the variations of bacterial community were evaluated by high-throughput sequencing. Soil properties presented a significant seasonal change, including pH, carbon (C) and total nitrogen (TN), and the microbial diversity, richness and structure also differed with seasons. Canonical correspondence analysis (CCA) and Mantel tests implied that soil pH, C and TN were the key factors structuring the microbial community. Gillisia (belonging to Bacteroidetes) and Woeseia (affiliating with Gammaproteobacteria) were the two primary components in the rhizosphere soils, displaying opposite variations with seasons. Based on PICRUSt (Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States) prediction, the xenobiotics biodegradation related genes exhibited a seasonal decline, while the majority of biomarker genes involved in nitrogen cycle showed an ascending trend. These findings could advance the understanding of rhizosphere microbiota of Suaeda in estuarine wetland.     

两种悬浮填料在ASBBR厌氧氨氧化系统中的性能比较与微生物解析

选取聚乙烯（T1）和聚氨酯（T2）两种悬浮填料投入到两套相同厌氧序批式生物膜反应器（ASBBR）R1和R2中,以城市生活污水为配水基质,考察了两种填料在ASBBR中的性能及菌群结构特征,选出更适宜厌氧氨氧化（ANAMMOX）菌生长的填料.结果表明：R1和R2反应器分别在第93 d和73 d成功启动厌氧氨氧化,并实现稳定运行.稳定运行阶段,R1、R2系统总无机氮（TIN）平均去除率分别达88.34%、87.97%.此外,运行第150 d时,测得单个T1、T2填料的ANAMMOX菌活性分别为5.70和3.70 mg·g^-1·h^-1.同时,扫描电子显微镜（SEM）表征结果证明,球状菌在T1填料上的数量比同倍数下T2填料上多,且杂菌较少.高通量测序结果显示,T1、T2填料上Candidatus anammoxoglobus菌属相对丰度分别为75.29%和38.23%.本研究表明,相比于聚氨酯（T2）填料,聚乙烯（T1）填料更适宜ANAMMOX菌的富集.     

Levels, sources and health risks of carbonyls and BTEX in the ambient air of Beijing, China

The atmospheric concentrations of carbonyls and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, m,p-xylene and o-xylene) were measured simultaneously at a same sampling site in Beijing from September 2008 to August 2010. The average concentrations of the total measured carbonyls during autumn, winter, spring, and summer were 37.7, 31.3, 39.7, 50.5 μg/m³, respectively, and maximal values for their diurnal variations usually happened at noontime. In contrast to carbonyls, the average concentrations of the total measured BTEX during the four seasons were 27.2, 31.9, 23.2, 19.1 μg/m³, respectively, and minimal values for their diurnal variations always occurred in the early afternoon. The average concentration for carbonyls increased about 24% from September 2008-August 2009 to September 2009-August 2010, for BTEX, increased about 15%. Integrated life time cancer risks for three carcinogens (benzene, formaldehyde and acetaldehyde) in Beijing exceeded the value of 1E-06, and the hazard quotient (HQ) of non-cancer risk of exposure to formaldehyde exceeded unity.     

3,5-二硝基苯甲酸降解菌A3的分离及降解特性

 从硝基苯类化合物废水处理系统中分离到一株3,5-二硝基苯甲酸降解菌株A3,经形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析,初步鉴定为睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni).该菌能以200mg/L3,5-二硝基苯甲酸为唯一碳源,12h的降解率可达95%以上,24h可溶性有机碳(DOC)由72.5mg/L降至10.2mg/L,表明3,5-二硝基苯甲酸被降解矿化而不是被转化成其他有机物.当A3以200mg/L3,5-二硝基苯甲酸为唯一碳、氮源时,将底物转化为一种黄色代谢产物,该产物不易进一步降解.A3降解3,5-二硝基苯甲酸的适宜温度为20～30℃,最适pH值为5～9.     

多孔生物质基材用于城镇污水处理厂尾水深度净化的试验研究

为探讨城镇污水处理厂尾水的深度净化技术,以农林秸秆生物质发电后的废料制成的生物质基材为填料,考察填料对城镇污水处理厂尾水的处理效果,并借助Miseq高通量测序技术对移动床生物膜反应器（MBRR）中的悬浮填料,多孔生物质基材中生物膜的微生物群落组成和结构进行了解析。结果表明:多孔生物质基材能够深度净化市政污水处理厂尾水,对MBBR出水NH₄+-N、TN、COD和TP的平均去除率分别提高了0.9%、19.0%、7.1%和10.5%。此外,由于多孔生物质基材的微生物物种丰度和多样性高于MBBR,其微生物群落结构中反硝化相关菌属占优势（24.2%）,并含有一定比例的聚磷菌（4.6%）和自养硝化菌（1.3%）,因此多孔生物质基材更利于脱氮除磷等功能菌群的富集和生长,可对污水的强化处理起关键作用。该结果可为城镇生活污水处理厂尾水深度净化过程中强化脱氮除磷的工程化应用提供依据和参数。     

基于厌氧氨氧化的城镇生活污水深度脱氮工艺研究

随着城镇生活污水排放标准的日益严格,现有城市污水处理厂普遍面临提标改造的挑战,较多污水处理厂采用三级脱氮工艺降低出水中氮素含量.本研究以磁混凝预处理后的生活污水为研究对象,采用厌氧氨氧化工艺作为三级脱氮工艺,构建含有生物膜和絮体污泥的UASB反应器,处理A/O（二级生化单元）出水,研究串联、分流进水以及回流等条件下系统的脱氮及有机物去除性能,并通过微生物群落分析揭示各阶段的菌群结构变化.结果表明,当UASB串联A/O时,系统出水氨氮、TN和COD分别为1.21、10.02和30.00 mg·L^-1.当进水分流比为15%时,提升了UASB的脱氮速率（从0.04升高至0.06 kg·m^-3·d^-1）,UASB分别贡献了系统TN、NH₄⁺-N和COD去除总量的23.4%、20%和20.7%,当系统出水回流到A区时,能进一步降低出水污染物浓度,NH₄⁺-N仅为1 mg·L^-1,TN为12.03 mg·L^-1.微生物群落结构分析结果表明,在A/O反应器内Proteobacteria为主要菌门,UASB内Planctomycetes门实现富集,生物膜中Planctomycetes丰度为1.93%~8.39%,厌氧氨氧化细菌（以Candidatus Kuenenia为代表）在生物膜和污泥絮体中丰度分别为0.77%~2.19%和0.01%~1.49%.本研究结果表明,基于厌氧氨氧化的三级脱氮工艺能够实现生活污水的深度脱氮,在不增加曝气与碳源投加成本的同时高效去除氨氮、总氮,可为城市生活污水处理厂改造升级提供技术支撑.     

中国实施清洁发展机制的潜力分析

建立了一个全球碳排放贸易局部均衡模型(TRCW),用于分析中国实施清洁发展机制(CDM)的市场潜力和市场结构.模型结合相关国际协议的规定,考虑了美国的退出、碳汇项目、热空气规模、交易成本、适应性基金、垄断供给等现实因素.结果表明,在马拉喀什协议下,中国的CDM市场规模大大缩小,仅为61MtC/a,利润收入约1.5亿$/a,其中重工业和电力分别约占41%和20%左右;如果俄罗斯不出售其拥有的热空气,中国的CDM规模将提高67%;在CDM市场上中国几乎不存在垄断力量.     

施肥及秸秆还田处理下玉米季温室气体的排放

以华北地区冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,在玉米整个生长季,运用静态箱法针对正常施肥及正常施肥结合秸秆还田处理进行了为期3年N2O排放通量的连续观测,并开展了1季CO2和CH4交换通量的研究.在玉米整个生长过程中施肥阶段N2O的排放量占到了总排放量的83%—96%,表明现有化肥的使用明显导致了农田N2O排放增加.与控制地相比,施肥和耕种可导致玉米田CO2排放明显增加,且正常施肥及秸秆还田样地CO2排放主要集中在苗期至吐丝期.控制地、正常施肥样地及施肥结合秸秆还田样地CH4的累积排放量均为负值,说明旱地土壤是CH4的一个汇.秸秆还田在一定程度上增加了玉米季N2O和CO2的排放量,但对CH4的吸收有所抑制.正常施肥样地和秸秆还田样地全球净增温潜势分别为-1392.8 kg C.hm-2和-179.2 kg C.hm-2,表明华北农田在现有耕作方式下是大气温室气体的一种重要汇.     

2009年北京市苯系物污染水平和变化特征

采用Tenax-TA/吸附热解吸、光离子化气相色谱法(GC-PID)对北京市大气中苯系物(BTEX)的小时平均浓度进行了为期1年的观测.结果表明,苯、甲苯、乙苯、间/对-二甲苯和邻二甲苯的年平均浓度分别为:4.43、7.03、2.27、4.18和2.06μg.m-3.苯系物之间具有很好的同源性,其浓度存在明显的日变化和季节变化,这些变化特征与交通尾气排放、采暖期化石燃料燃烧、光化学反应活性等密切相关.苯与甲苯特征比值(B/T)的分析表明,交通尾气排放是北京市大气中苯系物的主要来源,冬季和早春采暖期化石燃料燃烧也是北京市大气中BTEX的重要来源之一.乙苯与二甲苯比值(E/X)的季节变化为:夏季>春季>秋季>冬季,与北京市大气光化学反应活性季节变化趋势相似.2009年北京夏季总苯系物的平均浓度比2004年夏季减少了2/3,表明北京市政府为改善空气质量所采取的一系列控制措施十分有效.     

长期施肥农田黑土微生物量碳、氮季节性变化

研究长期不同施肥处理农田黑土微生物量碳、氮(MBC、MBN)季节性特征,于不同月份采集单施化肥(NPK)、单倍有机肥(M)、双倍有机肥(M2)、单倍有机肥与化肥配施(MNPK)和对照(CK)处理土样。结果表明:与其它处理相比,M2处理MBC、MBN季节性变化较小。MBC季节性变化规律为:4月(春耕前)各处理较高,其它月份较低,CK、NPK、MNPK的最低值出现在5月(出苗期),M和M2的最低值出现在7月(拔节期),8、9月(灌浆期和收获后)各处理略有回升。MBN变化规律为:4月NPK、M、MNPK较低,其它月份较高,4、8月CK较低,其它月份较高。所有月份各处理均值方差分析结果表明:与CK相比,NPK、M、MNPK、M2均能提高MBC和MBN,其中M、MNPK、M2对MBC的提高达到显著水平(p<0.01),M对MBN的提高达到显著水平(p<0.01),其它处理未达到显著水平。另外,长期适量施用有机肥可以提高土壤微生物对有机碳及全氮的利用率。微生物量碳与土壤基本理化指标相关性显著,能够较好地反映出土壤质量变化情况。