污水处理厂中微生物群落特性与基因功能探究

为了探究污水处理过程中微生物多样性及其功能,文章以哈尔滨市某城市污水处理厂为研究对象,采用高通量测序及水化学分析方法对进水口、曝气池及出水口的水质样本分别进行细菌群落结构及环境因子的测定分析。结果表明,该污水处理工艺对COD、BOD₅、NH₄⁺-N、TP、TN均有明显的去除作用,其中除TN外去除率均在93%以上,NH₄⁺-N的去除率最高,达99%。污水中微生物群落鉴定检出细菌分属于15门、28纲、64目、92科和115属。通过细菌微生物群落Alpha多样性分析发现,曝气池中细菌群落多样性最高。其中环境中的优势菌门为变形菌门(Proteobacter)、拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)、弯曲杆菌门(Campilobacterota)、髌骨细菌门(Patescibacteria)。其中Bacteroidota与Campilobacterota在H1中丰度最高,分别为44.62%、24.62%,Patescibacteria在H2中丰度最高,为2...     

炼油废水致毒物质甄别及微生物群落响应关系研究

文章以某石化废水处理厂炼油废水为研究对象,对处理流程各阶段废水进行毒性测试,评价各阶段对生物毒性的削减效果;为探明主要毒性来源及其对系统微生物群落结构的影响,该研究结合毒性鉴别评价技术甄别各处理阶段主要致毒环境因子类别,并利用高通量测序技术探究致毒类环境因子与微生物群落结构响应关系。毒性测试结果显示,系统对废水急性毒性与遗传毒性削减效率分别为(90.25%±3.19%)和(97.17%±1.95%),调节池与A/O池分别表现出对急性毒性与遗传毒性的显著削减效果。毒性鉴别评价结果表明,系统主要致毒环境因子类别为非极性有机物和金属阳离子。致毒类环境因子与微生物群落结构相关性分析结果表明,Ca(r²=0.80,p=0.01)和总石油烃(r²=0.90,p=0.01)显著影响系统微生物群落结构。研究结果为炼油废水处理工艺的优化提供了理论基础,为探究废水毒性物质对生物处理阶段潜在影响提供了实例参考。     

基于偏最小二乘法结构方程模型的城市轨道交通工程碳排放影响因素分析

城市轨道交通工程在建设和运营过程中需要消耗大量的能源,同时会产生大量的固体废弃物和二氧化碳,其碳减排工作刻不容缓。基于国内外城市轨道交通工程碳排放研究成果,将经济、技术、制度作为影响城市轨道交通工程碳排放的3大主要因素。选取城轨交通固定资产投资额、低碳技术成熟度、环境规制强度等12个因素作为显变量指标,在此基础上设计调查问卷进行调研。利用偏最小二乘法结构方程模型分析城市轨道交通工程碳排放各个影响因素的作用路径和效用。研究发现,经济制度以及技术因素对城市轨道交通工程碳排放影响均较大(0.433,0.317,0.224),因此城市轨道交通工程的碳解锁需要经济制度经济因素的共同参与。且经济因素对制度和技术的影响很大(0.748,0.514),故可以重点加大对经济要素的投入,从而实现城市轨道交通工程的碳减排工作。同时提出了对策建议,对于城市轨道交通节能减排具有重要的参考价值。     

蚯蚓对污泥堆肥过程中活性真核微生物的影响

为揭示蚯蚓对污泥堆肥中真核微生物的调控作用,以赤子爱胜蚓处理脱水污泥,以无蚯蚓添加为对照处理,采用叠氮溴化丙锭（Propidium Monoazide, PMA）对样品进行预处理,探究蚯蚓对其肠道消化期（0～20 d）和腐熟期（20～30 d）中活性真核微生物数量和种群结构变化的影响.结果表明：与对照处理相比,第30 d时蚯蚓处理有机物降解量和矿化度分别提高16.36%和82.49%(p<0.01).真核微生物数量在肠道消化期呈上升趋势,但在第20 d时蚯蚓处理真核微生物数量比对照处理显著下降54.45%(p<0.01).蚯蚓处理真核微生物种群Shannon指数和Simpson指数呈先增后减趋势,在腐熟期剧烈下降,第30 d时比对照处理分别显著降低31.33%(p<0.05)和45.29%(p<0.01).第20 d时,与对照处理相比,蚯蚓处理使丝足虫与纤毛虫的相对丰度分别降低84.82%(p<0.01)和66.74%,而子囊菌和担子菌的相对丰度分别增加1.24倍和23.42倍（p<0.01）.第30 d时隐真菌占主导地位,其在蚯蚓处理的相对丰度较对...     

“舰船结构安全性”专刊序言

随着对舰船生命力和战斗力要求的不断提高,以结构力学、流体力学、工程力学、爆炸力学、水弹性力学、新材料等多学科基本理论为基础,覆盖水面、水下、水空和水陆平台等多领域共同需求的舰船结构安全性越来越受到包括科研院所以及装备应用单位的重视。     

超高压深海环境下多结构并行疲劳试验技术研究

针对全海深载人潜水器2只载人舱缩比球壳模型的疲劳试验,通过理论方法对比分析了压差法与外压单独作用下球壳的应力状态,验证了超高压深海环境下内外压差法模拟球壳作业环境的可行性。同时,为降低球壳外部交变载荷对试验设备的损伤,并有效缩短试验时长,提出一种计及超高压深海环境下采用内外压差法开展的多结构并行疲劳试验技术。根据该试验技术进行了近7 000个循环周期的双球串联疲劳试验,有力地保证了全海深载人潜水器的研制周期。试验结果表明,该试验技术长期有效可靠,可为同类型试验提供技术依据和应用参考。     

西安市秋冬季市区与山区微生物气溶胶组成特征及来源

为探究城市市区与山区微生物气溶胶组成特征及来源,在西安市市区(城区和郊区)及南郊山区设立3个采样点,采集细颗粒物、土壤及叶片样本.通过高通量测序法,解析不同采样点真菌与细菌群落结构,考察其时空变化特征;使用Source Track源解析技术对空气中微生物进行来源分析.结果表明,不同采样点真菌、细菌菌属差异较大,说明地理位置对空气中微生物的群落结构影响显著;冬季市区检测出较多的潜在真菌致病菌和细菌致病菌,且具有较高的相对丰度和多样性.通过源解析技术发现,在局部源叶片和土壤中,叶片表面微生物是空气中微生物的主要潜在源,且秋季叶片对空气中微生物的贡献率高于冬季.本研究不仅为空气中生物气溶胶的溯源研究提供了一定基础,也为深入了解大气中微生物污染特性和为我国空气环境质量评价与疾病预防提供一定的科学依据.     

基于高通量测序分析的生物修复石油污染土壤菌群结构变化

利用高通量测序技术对微生物修复石油污染土壤过程中的微生物群落结构变化进行研究.结果表明,经修复处理的土壤微生物群落结构及多样性发生明显变化.利用生物强化修复处理(BA)的土壤中,微生物丰富度与均匀度明显降低,土著菌群受到抑制,外加变形菌门(Proteobacteria)成为主要的优势菌门,相对丰度由修复前的37. 44%增加为87. 44%.假单胞菌属(Pseudomonas)成为土壤中的优势菌属,丰度由2. 99%增加为76. 37%;进行生物刺激修复处理的土壤(BS)菌群丰富度和均匀度与原污染土壤相比略有降低.菌群结构组成上,原优势菌门变形菌门(Proteobacteria)丰度由37. 44%降低为10. 90%,厚壁菌门(Firmicutes)丰度由9. 16%增加为35. 32%,属水平上,原优势菌属微小杆菌属(Exiguobacterium)和原小单胞菌属(Promicromonospora)丰度由8. 49%和18. 96%分别降低为2. 19%和14. 97%,诺卡氏菌属(Nocardioides)和芽孢杆菌属(Bacillus)丰度由5. 56%和0. 29%分别增加至28. 95%和22. 70%,成为主要优势菌属.生物强化修复处理引起土壤菌群多样性和结构发生明显变化,生物刺激修复处理可基本保持土壤菌群结构多样性不被破坏,土壤菌群结构的稳定有利于石油烃的生物降解.     

包埋反硝化填料强化二级出水深度脱氮性能研究及中试应用

利用包埋广谱性高效反硝化填料处理城市污水厂二级出水,可有效降低出水总氮(TN)浓度,本研究共分为两部分,D1阶段研究了包埋反硝化填料对污水厂二级出水的适应性、TN去除效果、稳定运行及填料反冲洗的工况条件; D2阶段研究了填料在中试条件下稳定运行1 a脱氮性能的变化,并通过高通量测序和荧光定量分析(q PCR)手段,研究对比了包埋填料运行前后微生物种群的变化规律.通过研究发现,包埋反硝化填料在水温为(24±1)℃、pH为7. 1、HRT为1 h和填充率为10%,投加乙酸钠保证碳源充足的条件下稳定运行7 d,即可适应二级出水水质,实现出水总氮5 mg·L~(-1).通过对比研究不同水力停留时间(HRT)对填料TN去除效果的影响,得出适宜的HRT为30 min,填充率为10%的运行条件,在7. 2 m~3·d~(-1)的进水条件下经过1 a的稳定运行,TN去除率最高可达到90. 42%,出水总氮可稳定在5 mg·L~(-1)以下.通过对比反冲洗效果,确定了反冲洗强度为5. 2 L·(m~2·s)~(-1),周期为每3 d进行一次.高通量测序和荧光实时定量PCR分析结果表明,运行前后填料上反硝化功能菌属的丰度及拷贝数都有了明显增长,这说明细菌在包埋条件下可实现良好的自我生长.     

中国居民膳食结构升级、国际贸易与粮食安全

目前,中国居民膳食消费水平与结构正在由温饱型向全面小康型转变,形式上表现为由“粮菜型”向“粮肉菜果”多元型和由传统家庭烹饪型向现代便捷型转变。膳食消费结构和水平的改变将影响未来中国的粮食消费量。以中国台湾居民的膳食消费发展规律判断,目前中国大陆居民的膳食消费水平距离富裕水平下的稳定状态整体差距超过50%,肉禽类差距超过一倍。而2018年中国粮食表观自给率已经下降到了85%,大豆自给率仅为15%,虚拟耕地自给率仅为72.6%。在食物消费达到富裕稳定态时,中国不仅需要进口大量的蛋白饲料,还可能需要进口相当数量的能量饲料。基本结论为：仅仅依靠中国本土的农业生产资源已难以维持全面小康水平下的本土农产品需求,发展到富裕水平短缺将会更甚,依赖国际市场是必然需求。从维护生态环境的角度讲,在农产品进口贸易上可多考虑进口动物性产品,适当放开粮食类产品进口数量,自己生产水果、蔬菜等类的农产品。