不同再生水灌溉方式对土壤-辣椒系统中细菌群落多样性及病原菌丰度的影响

再生水是改善水资源布局和缓解传统水源短缺问题的一种合理且可持续的替代水源,但用于灌溉会引起土壤和作物中微生物群落结构和条件致病菌丰度变化,目前这方面的研究报道较少.本研究以辣椒为对象,设置再生水灌溉(DI)、清水和再生水混灌(MI,清水∶再生水=1∶1)、清水和再生水轮灌(RI)处理,以清水灌溉(PI)为对照,通过温室盆栽试验研究不同灌溉方式对土壤性质的影响,并基于高通量测序技术结合定量PCR方法探讨再生水灌溉下辣椒果实与根际细菌群落组成和病原菌分布丰度特征.结果表明,与清水灌溉相比,再生水直接灌溉增加了土壤EC值,而降低了pH值.16S r DNA高通量测序结果显示,在门分类水平上,Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria和Firmicutes是辣椒果实和根际共有的主要类群,其优势菌属Pantoea、Pseudomonas、Sphingomonas、Sphingopyxis、Luteimonas和Mariniflexile的相对丰度受再生水灌溉方式的影响较大.再生水灌溉分别使辣椒果实和根际中Legionella spp.和Pseudomonas syringae丰度显著增加,并且对病原菌丰度的影响差异较大.综上所述,再生水适宜作为农业灌溉用水,但不同灌溉方式可能不同程度上引入微生物污染问题,其中特定条件致病菌和植物病原菌值得关注.     

水库水体热分层的水质及细菌群落分布特征

作为重要的城市饮用水源地,水库是人工筑坝形成的特殊类型的水体,其水质直接影响居民的饮用水安全.为揭示北京市饮用水源地密云水库的秋季分层特征和细菌群落的垂直变化,于水体稳定分层期(秋季)在水库进行采样,应用16S rDNA末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)和定量PCR等方法研究了密云水库水体细菌群落的垂直分布特征,并利用聚类分析、多元统计分析揭示细菌群落与环境因子之间的响应关系.结果表明:(1)密云水库水体温跃层位于水深20～30 m处,水温范围在15～19℃,聚类分析将7个采样水层划分为好氧区(上层)和缺氧区(下层)两类,温度、DO、pH在15 m以下逐渐降低,电导率、氨氮、硝态氮、亚硝态氮及总氮在15 m后发生显著变化,水体水质表现出明显的垂直分布特征;(2)RDA分析结果显示,上下水层的溶解氧、pH、电导率、氨氮、硝态氮和亚硝态氮存在较为明显的垂向变化,是影响密云水库细菌群落垂直分布的主要环境因子;(3)总细菌的数量随水深变化的波动较为明显,其中好氧区细菌的Shannon-Wiener指数和T-RFs片段数明显高于缺氧区,说明秋季密云水库水体中细菌群落分布存在显著的分层现象.本研究探究了水体热分层对水库水质及细菌群落的影响,可为预测水质变化和水库管理提供科学依据.     

氯和紫外消毒过程中胞外抗性基因的产生特征

考察了城市污水氯和紫外消毒过程中不同物理形态的胞外抗性基因的产生行为与及微生物群落的关联特征.结果表明,氯消毒尽管使胞内抗性基因丰度下降,但使结合型胞外抗性基因丰度明显上升（0.7±0.1）log,而游离型胞外抗性基因丰度下降（0.2±0.1）log.紫外消毒也使胞内抗性基因下降,但使游离型胞外抗性基因显著上升（0.4±0.2）log,而结合型胞外抗性基因丰度下降（0.3±0.1）log.氯消毒后,结合型胞外DNA（a-eDNA）中变形菌门丰度下降而其他菌门的丰度上升,细菌多样性指数由4.2上升到4.7;而游离型胞外DNA（f-eDNA）中变形菌门上升了6.6%,多样性指数则从3.5降低到2.8.紫外消毒后,a-eDNA中变形菌门丰度下降了36.6%,多样性则上升到4.8,而f-eDNA中细菌丰度变化较小.分子生态网络分析揭示了抗性基因与细菌间广泛的寄存关系,tetA、tetX、sulI和sulII分别与17、15、15和5种菌属间存在共现性,表明抗性基因潜在宿主的变化是导致消毒后胞外抗性基因产生的关键原因.本研究表明氯和紫外消毒不能消除抗性基因风险,反而通过导致不同胞外抗性基因的大量产生,使风险的形式发生变化.     

含有机氟工业废水处理工艺的研究

采用预处理-水解酸化-生物接触氧化相结合的处理工艺处理含氟代有机化合物废水。研究结果表明，水解酸化可将含氟废水的B／C比由0．258提高到0．396％；在一定浓度范围内通过物化预处理及生化处理可以脱除氟代有机化合物中的氟原子，使该有机物成为可供微生物利用的基质。含氟废水经该工艺处理后，出水中BOD5为7．5mg/L,CODcr为75mg/L，氨氮未检出，总磷小于1mg/L，氟离子浓度为8．6mg/L。     

水解酸化-SBR-BAF工艺处理中药废水

分析现有中药废水处理工艺及废水特点,并考虑到废水处理技术改造的要求,采用水解酸化-SBR-BAF法联合处理该中药废水,研究了SBR反应器的曝气时间、温度及原水pH值对系统处理效果的影响。系统进水ρ(COD)为1 249.4~1 444.5 mg/L、ρ(BOD5)为201.2~292.8 mg/L、ρ(SS)为208.7~310.6 mg/L、色度为70~100倍,曝气时间为14 h、温度为20℃、pH值为7时,出水ρ(COD)为123.4~140.8 mg/L、ρ(BOD5)为19.4~26.1 mg/L、ρ(SS)为32.7~60.4 mg/L、色度为36~50倍,COD、BOD5、SS的平均去除率分别达到90.3%、90.7%、81.8%,表明HAT-SBR-BAF法处理该中药废水是可行的。     

水解酸化工艺的改进

综合水解酸化工艺传统的"膜法"和"泥法"两种工艺的优点,开发一种新的水解酸化工艺。把新工艺和传统的"膜法"工艺并联运行,进行对比实验,发现新工艺在有机物和色度的去除以及提高废水的可生化性方面均具有优势,COD去除率20%~30%,色度去除率60%,出水ρ(BOD5)/ρ(COD)在0.7左右。     

高浓度钻井废泥浆处理工艺的试验研究

为实现钻井泥浆无害化处理,提出了"酸化破胶-固液分离-催化氧化-微生物降解"的处理方法,并采用钻井现场废泥浆进行了系列试验研究。结果表明:泥浆密度调节为1.15 kg/dm3,酸化pH≤3,固液分离效果最佳;过滤分离后固相浸毒液达到国家排放标准;液相经Fenton氧化、微生物降解后,COD将降低到110 mg/L以下。该方法运行成本低,处理彻底无隐患,为进一步工业化试验奠定了基础。     

大气颗粒物酸性研究

采集了北京市2007年1月总悬浮颗粒物(TSP)、PM10和PM2.5样品,将TSP样品溶解在pH=5.60稀硫酸溶液中,用反滴法测定了颗粒物在酸性条件下的酸度和潜在酸性,评价了实际大气环境下颗粒物对降水酸化的影响.     

不同湿地植物的根系酸化作用与重金属吸收

为研究不同湿地植物根系分泌物对水体的酸化能力与重金属吸收积累能力间的关系,选用六种对废水中重金属吸收能力较强的湿地植物进行了盆栽实验.这六种湿地植物分别是:稗(Echinochloa crus-galli)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、茭笋(Zizania latifolia)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、柳叶箬(Isachne globosa)、辣蓼(Polygonum hydropiper).研究结果表明,不同种类的植物对水体的酸化能力存在明显差异,水体pH差异最大可达0.85个单位;不同湿地植物间对重金属的吸收积累能力有显著差异,而且在重金属积累量方面的差异明显高于重金属浓度方面的差异.相关分析表明,不同湿地植物水体pH与植株重金属积累量之间存在较好的负相关关系,相关系数达到或接近P0.05显著水平.研究结果说明,湿地植物对废水中重金属的吸收积累能力在相当大的程度上取决于其根系分泌物对水体的酸化能力.     

蔗糖厂洗布水的生化处理试验研究

分别采用水解 -二段生物接触氧化以及二段生物接触氧化两种工艺 ,通过接种高效蔗糖降解菌对蔗糖厂洗布水的生化处理进行试验研究 ,结果表明 :填料采用煤渣较好 ;加适量的氮源和磷源能提高生化处理效果 ;两种工艺处理都能使废水达标排放 ,但从经济角度考虑认为水解 -二段接触氧化工艺较优。