不同培养条件厌氧氨氧化颗粒污泥性质及微生物群落结构差异

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)和上升式厌氧污泥床(UASB)反应器在不同运行条件下培养厌氧氨氧化颗粒污泥,对比分析颗粒污泥性质和微生物群落的差异性.研究表明接种厌氧氨氧化絮状污泥经过EGSB和UASB反应器运行384 d后,均能实现颗粒化,颗粒污泥平均粒径分别达到1.17 mm和1.21 mm,各范围(0.2、 0.2～1.5、 1.5～3和3 mm)的粒径占比为6.06%、 60.05%、 25.25%和8.64%, 7.40%、 58.90%、 32.04%和1.66%.扫描电镜结果表明不同运行条件下的污泥菌群均以短杆菌、球型菌为主.高通量测序结果表明,Shannon指数EGSB反应器为7.52高于UASB反应器为7.18;变形菌门(Proteobacteria)是两个反应器各阶段污泥的主要菌门,浮霉菌门(Planctomycetes)从接种时的3.30%增到第384d的12.30%(EGSB)和13.30%(UASB).EGSB反应器中的主要厌氧氨氧化菌属为Candidatus Brocadia占7.53%,其次为Candidatus Kuenenia属占1.61%;而在UASB反应器中Candidatus Brocadia属和Candidatus Kuenenia属分别占比为3.69%和7.54%,Candidatus Kuenenia是其优势厌氧氨氧化菌属.优势菌群丰度与环境因子变化存在联系,Candidatus Brocadia丰度与上升流速(v)、氮容积去除负荷(NRR)呈正相关而与水力停留时间(HRT)呈负相关,Candidatus Kuenenia与氮负荷去除率(NRE)、NRR、HRT呈正相关,而与v呈负相关.     

典型煤炭产业园区土壤重金属污染对细菌群落结构的影响

煤炭产业活动可导致一定程度的土壤重金属污染,进而影响土壤微生物群落的正常组成区系.选取山西省襄垣县典型煤炭产业园区土壤为研究对象,系统解析4种不同类型企业(采煤厂、选煤厂、化工厂和燃煤电厂)和2种对照样地(村庄、公园)周边土壤的基本理化性质、重金属含量和酶活性的差异特征,基于高通量测序技术识别土壤细菌群落的结构,采用相关分析和冗余分析探究土壤细菌群落结构与环境因子之间的关系.结果表明,研究区土壤均为碱性,Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd、 Pb和Hg等8种重金属的含量均高于山西省土壤元素背景值,其中As、 Cd和Pb的超标倍数较高,但均未超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)的风险筛选值.不同样地土壤纤维素酶和碱性磷酸酶活性存在显著差异(P<0.05),它们分别在化工厂和公园土壤中活性最高.研究区土壤细菌群落的优势菌群为放线菌门(Actinobacteria),在化工厂周边土壤中相对丰度最大;其次为变形菌门(Proteobacteria).Cd、总碳、总氮和碱性磷酸酶活性是影响土壤细菌群落的显著环境因子,且主要影响着酸杆菌...     

生物锰氧化物对4种重金属的吸附特性研究

通过培养锰氧化细菌Sphingopyxis sp.4-15,制备生物锰氧化物,研究了生物锰氧化物的结构性质及其在不同影响因素下对4种重金属Cu、Zn、Cr和As的吸附特性。结果表明该生物锰氧化物中含有MnO₂、Mn₃O₄和MnO等晶体锰氧化物,包裹在菌体细胞表面呈现出规则的花球状。其锰主要以高价态的Mn⁴⁺和Mn³⁺形式存在,平均孔径为35.56 nm,比表面积为41.49 m²/g。锰氧化物对重金属的吸附过程受pH值影响,最适pH值为4~6;离子强度对吸附过程干扰较小;升高温度有利于其对Cu和Zn的吸附,而对As的吸附产生抑制;锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、As(Ⅲ)的吸附在反应360 min时可达到平衡,对Cr(Ⅲ)的吸附在反应5 min内达到平衡;在4种重金属最大初始浓度下,生物锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、As(Ⅲ)的吸附量依次为:70.184、15.140、9.141、0.089 mg/g,具有较大的重金属吸附容量。     

生物炭施用对微塑料污染石灰性土壤理化性质和细菌群落的影响

微塑料广泛分布在土壤环境中,威胁着土壤生态环境系统,改变了土壤理化性质和微生物特征.生物炭因其特殊的孔隙结构具有良好的土壤养分保持能力,常被作为改善土壤质量的土壤改良剂.然而,目前关于生物炭施用对微塑料污染土壤理化性质和细菌群落的影响及其机制研究还非常有限.因此,进行为期21 d微观土壤培养实验,利用16S rRNA高通量测序技术分析生物炭的施用对不同浓度微塑料污染土壤理化性质和细菌群落变化的影响.结果表明,生物炭的施用减缓了微塑料污染土壤硝态氮和速效磷含量的降低,增加了全磷含量.生物炭的添加增加了微塑料污染石灰性土壤酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)和拟杆菌门(Bacteroidota)等微塑料耐受菌门相对丰度.在第7 d和第21 d各处理的优势细菌为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门和放线菌门.与第7 d相比,第21 d各处理土壤变形菌门和厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度显著降低,酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门(Chloroflexi)和粘菌门(Myxococcota)的相对丰度增加.施用生物炭...     

从实现安全生产谈加强运行班组安全建设的重要性

分析了近年来因运行班组人员操作不当引发事故的原因,主要归结于日常安全管理工作和应急处置不当。提出在日常安全管理方面,操作人员须熟知岗位风险、防止“三违行为”和做好装置开停工期间的安全管理;在应急处置方面,需熟练掌握应急操作技能,培养反应快速、清晰的应急意识等措施,不断提高班组安全能力建设,以便更有效地控制安全风险,实现安全生产。     

纳米TiO2和ZnO颗粒对红壤理化性质的影响

通过对耕作红壤的现场实验,较为系统的反映了人工纳米颗粒(TiO_2、ZnO)对土壤理化性质的影响。数据表明,在本实验周期(90 d)内,耕作红壤掺杂不同剂量(0. 1 mg/g、0. 2 mg/g、0. 5 mg/g、1 mg/g、3 mg/g)人工纳米颗粒后,纳米颗粒显著提升了土壤pH和电导率值;纳米颗粒对土壤微生物菌落数有一定的抑制作用;纳米颗粒对土壤有机质含量的影响不明显。整体而言,人工纳米颗粒(TiO_2、ZnO)进入土壤体系后,对土壤理化性质产生了一定程度的影响,且剂量越大,影响越明显。     

不同类型脱水药剂对底泥固化效果和理化性质的影响

为研究不同类型脱水药剂对疏浚底泥脱水固化等综合作用的效果,以太湖疏浚底泥为对象,选择了微生物类、聚合铁铝盐类、有机聚合物类、有机无机复合类和铝盐微生物复合类这5种类型的复合脱水药剂,以土工管袋固化的方式对疏浚底泥进行为期3个月的固化实验.结果表明,有机聚合物类和有机无机复合类药剂脱水效率较好,1个月后底泥含水率分别降至61.78%和63.26%, 3个月后分别降至40.56%和32.16%.与未固化底泥相比,经过有机无机复合类药剂固化后底泥总氮削减74.82%,达591 mg·kg^-1,主要以铵态氮的减少为主,固化底泥中的磷以铝结合态磷、钙结合态磷和铁结合态磷为主,其中有机无机复合类药剂对活性磷的削减量最大,活性磷含量降至64.3 mg·kg^-1.此外,研究发现有机聚合物类药剂对重金属的固化效果最好,重金属综合生态风险指数降低了51.3%,浸出毒性浓度均远低于标准阈值.有机聚合物类和有机无机复合类药剂对底泥的脱水固化综合效果较好,具有较好的应用前景.     

不同轮作模式的土壤真菌群落结构及功能特征分析

为分析不同轮作模式的土壤真菌群落结构与功能特征差异,以安徽铜陵两种不同轮作模式的农田土壤为研究对象,设置水-旱轮作(姜-稻)、旱-旱轮作(姜-菜)两种样地,利用Illumina MiSeq高通量测序平台测定了土壤真菌的ITS变异区序列,以分析不同轮作模式下土壤真菌群落结构和功能的差异及其影响因素.结果表明：姜季转变为菜季/稻季后均会造成土壤真菌α多样性指数增加,尤其是水-旱轮作模式(p<0.05);与旱-旱轮作相比,水-旱轮作提高了土壤真菌群落ACE和Chao1指数(p<0.05);子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉菌门(Mortierellomycota)和隐真菌门(Rozellomycota)是不同轮作模式下土壤环境中的主要真菌门类.被孢霉属(Mortierella)是两种轮作模式姜季处理中的主要真菌属,镰刀菌属(Fusarium)是旱-旱轮作菜季中的主要真菌属;水-旱轮作模式能有效降低白姜致病风险.在旱-旱轮作中的菜季土壤环境中真菌功能群以动植物病原真菌和腐生真菌为主,辅以内生真菌和地衣寄生真菌;在两种轮作模式中的姜季,真...     

生活垃圾腐殖土物化性质及资源化利用途径——以浙江省某高龄期填埋场为例

以填埋龄期23~37a、粒径<15mm腐殖土为对象,测试分析了其物质组成、理化性质和浸出液性质.测试与分析结果表明:腐殖土中粒径范围2~15mm、0.075~2mm和<0.075mm的组分分别占比42.9%~53.9%、40.9%~44.1%和5.1%~13.0%,属于细粒砂土;随着填埋龄期增加,腐殖土特征粒径d₅₀和d₁₀呈现减小趋势,比重明显增大,并在30a后趋于稳定.腐殖土中有机质含量(18.1%~19.1%,)、氮磷钾含量、浸出液pH值(7.26~8.30)及电导率(1.08~2.51mS/cm)等指标均满足国家现行《绿化用有机基质》要求.腐殖土中重金属Cu、Zn、Cd、Cr含量均超出国家现行《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》、《绿化种植土壤》和《绿化用有机基质》的标准要求,内梅罗综合污染指数高达15.48~17.95,属于重度污染类型,且重金属主要富集在粒径<2mm的细颗粒.建议将腐殖土进一步精细化筛分为粒径2~15mm与粒径<2mm两部分,针对粒径<2mm部分采用微生物诱导碳酸盐沉淀等技术,降低重金属浸出浓度.处理后的腐殖土可作为园林绿化、填埋场覆盖以及废弃矿山修复的绿化土层.     

环境功能材料界面性质对生物膜形成过程与代谢功能的调控机制

材料表面生物膜形成对环境与人类生产的影响纷繁复杂,关于环境功能材料与微生物之间的界面作用关系尚无系统阐述。介绍了材料表面生物膜的形成过程,重点解析了材料表面疏水性、形态特征、表面电荷、磁性、物质释放与电子传递等物理化学性质对生物膜形成的调控机制;综述了材料对生物膜微生物群落结构与代谢功能的影响,并且论证了不同环境功能材料与生物膜在水处理系统、废气生物处理和土壤生态修复领域协同降解污染物的潜在机制和应用情况;最后展望了材料与微生物相互作用的未来研究方向。拟为环境功能材料表面生物膜的形成与控制调控,充分发挥两者协同作用以及定向指导材料合成提供理论和技术支撑。