Performance and microbial community of a membrane bioreactor system——Treating wastewater from ethanol fermentation of food waste

In this study, a lab-scale biological anaerobic/anaerobic/anoxic/membrane bioreactor(A_-~3MBR) was designed to treat wastewater from the ethanol fermentation of food waste,a promising way for the disposal of food waste and reclamation of resources. The 454 pyrosequencing technique was used to investigate the composition of the microbial community in the treatment system. The system yielded a stable effluent concentration of chemical oxygen demand(202 ± 23 mg/L), total nitrogen(62.1 ± 7.1 mg/L), ammonia(0.3 ±0.13 mg/L) and total phosphorus(8.3 ± 0.9 mg/L), and the reactors played different roles in specific pollutant removal. The exploration of the microbial community in the system revealed that:(1) the microbial diversity of anaerobic reactors A_1 and A_2, in which organic pollutants were massively degraded, was much higher than that in anoxic A_3 and aerobic MBR;(2) although the community composition in each reactor was quite different, bacteria assigned to the classes Clostridia, Bacteroidia, and Synergistia were important and common microorganisms for organic pollutant degradation in the anaerobic units, and bacteria from Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria were the dominant microbial population in A_3 and MBR;(3) the taxon identification indicated that Arcobacter in the anaerobic reactors and Thauera in the anoxic reactor were two representative genera in the biological process. Our results proved that the biological A_-~3MBR process is an alternative technique for treating wastewater from food waste.     

Bioaccumulation and the expression of hepatic cytochrome P450 genes in marine medaka (Oryzias melastigma) exposed to difenoconazole

This study was conducted to assess the effects of difenoconazole (DFZ), a triazole fungicide, on the hepatic biotransformation system and its bioaccumulation in marine medaka (Oryzias melastigma). Fish were exposed to DFZ (1, 10, 100, 1000 ng/L) for 180 days. The results showed that: (1) The mRNA levels of hepatic CYP1A1, CYP1B, CYP1C1, CYP27B and CYP3A40 were up-regulated, but those of CYP3A38 and CYP27A1 were down-regulated. (2) The activity of ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) and the content of reduced glutathione (GSH) in the liver were increased in the DFZ-treated groups, and glutathione S-transferase (GST) activity was increased in the 100 and 1000 ng/L groups. (3) DFZ was accumulated in the muscle and the biological concentration factors in the 10, 100, and 1000 ng/L groups were respectively 149, 81 and 25. These results suggested that long-term exposure to DFZ at low concentrations would result in a bioaccumulation of this compound and disturb the biotransformation system.     

原始红松林退化演替后土壤微生物功能多样性的变化

为了全面了解原始红松林退化演替为次生林后土壤生境及土壤微生物功能多样性的变化规律,以小兴安岭典型的原始阔叶红松林、退化演替后先锋阶段的白桦林及亚顶级阶段的硬阔叶林为研究对象,采用Biolog-ECO微平板检测法,分析三者0~ < 10 cm和10~20 cm表层土的土壤微生物功能多样性变化规律.结果表明:各林型土壤微生物的AWCD值（平均颜色变化率）随培养时间的延长而增加,培养初期表现为原始阔叶红松林>硬阔叶林>白桦林;培养末期表现为原始阔叶红松林>白桦林>硬阔叶林,三者的AWCD值在0~ < 10 cm土层分别为1.06、0.86、0.81,10~20 cm土层分别为0.68、0.47、0.45,原始林显著高于次生林（P < 0.05）,说明原始林土壤微生物对单一碳源的代谢活性显著高于次生林;同一林型下土壤微生物的AWCD值均表现为0~ < 10 cm土层显著高于10~20 cm土层（P < 0.05）. Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、McIntosh指数和Richness丰富度指数也均表现为原始林显著高于次生林（P < 0.05）.原始林土壤微生物对各类碳源的综合利用强度均大于次生林,不同林型下土壤微生物群落的优势碳源类型存在一定的差异,碳水类、氨基酸类、羧酸类和多聚物类碳源是原始林退化演替后土壤微生物群落在碳源利用上发生变化的敏感碳源.      

蔗渣垫料在零排放发酵床养猪中的应用研究

目前微生物发酵床养猪垫料是选用木屑、谷壳作为原料,来实现零排放养猪。文章选用农业固体废弃物——蔗渣为垫料应用于零排放漏缝发酵床养猪,跟踪了3个月垫料在实际使用中的温度、有机质、氮、磷、钾、微生物指标,对蔗渣的使用效果进行了评价,并建立PCR反应体系来扩增DNA,利用PCR-DGGE技术对垫料中的微生物群落多样性进行研究。结果表明:蔗渣作为垫料,能使垫床温度控制在40⁶5℃之间,保证了良好的发酵效果、且有效活菌数达到0.22×109cfu/g,可以对猪粪便等有机质进行较彻底的消解,因此蔗渣可以作为一种垫料应用于零排放漏缝发酵床;垫料中总养分达到1.371 7%,使用后的垫料可以作为一种原料生产生物有机肥。     

溶解氧变化对底泥酶活性及微生物多样性的影响

采用室内静态实验考察了溶解氧变化对底泥酶活性影响,同时采用BIOLOG ECO微平板构造了不同溶解氧水平下底泥微生物多样性指数。结果表明:高溶解氧条件下,底泥多酚氧化酶及过氧化物酶活性显著高于缺氧条件及厌氧条件(P<0.01),脱氢酶活性高于背景值;厌氧条件下脱氢酶、脲酶及碱性磷酸酶活性显著高于高溶解氧组、缺氧组及背景值(P<0.05);缺氧条件下硝酸盐还原酶活性显著高于高溶解氧组及厌氧组(P<0.05);蛋白酶活性受溶解氧水平变化的影响较小。BIOLOG ECO微平板法分析表明,溶解氧变化对底泥微生物多样性有不同程度的负面影响,微生物多样性的降低程度从大到小依次为高溶解氧组>厌氧组>缺氧组。主成分分析结果表明:缺氧条件及厌氧条件下,底泥微生物对大分子有机物的利用出现不同程度的降低,相对地,高溶解氧条件下微生物对大分子有机物的利用程度呈现先下降后上升的趋势;高溶解氧组及缺氧组底泥微生物对碳水化合物利用程度升高,厌氧组对碳水化合物利用程度降低。总之,高溶解氧条件更有利于形成底泥有机物完整的代谢循环,提高大分子有机物的利用程度。     

溪源宫水源保护区浮游植物群落结构分析研究

文章主要对2011年8月至12月溪源宫水源保护区浮游植物群落结构进行调查分析。溪源宫水体共鉴定出浮游植物6门51属137种,主要都是以绿藻门、硅藻门、蓝藻门为主。通过采用浮游植物生物量以及多样性指数对研究区域水体进行了评价,结果表明溪源宫水源保护区水质状况较好。同时还将溪源宫水源保护区、闽江、山仔水库等不同水源地的浮游植物群落结构进行对比分析,发现不同营养状态下,水体中浮游植物群落结构有显著的不同。     

若尔盖高原湿地藻类多样性研究

分别于夏、冬两季采集若尔盖高原湿地水样,利用传统培养及显微镜检的方法和现代分子生物学方法对其藻类多样性进行了研究.结果表明,夏季水样至少培养出4种绿藻,分别为普通小球藻(Chlorella vulgaris Beij.)、浮球藻(Planktosphaeriagelatinosa G.M.Smith)、繁茂栅列藻(Scenedesmus abundans Kirchner)和柱状栅列藻(Scenedesmus bijuga Turp.),均属于绿球藻(Chlorococcales),其中普通小球藻为优势藻种,并被分离纯化.显微镜检结果表明冬季水样中主要的藻类种群为硅藻,此结果符合在低温季节天然水体中常以硅藻为主的常理.蓝藻16S rRNA基因克隆文库中的主要类群为硅藻(Bacillaripiophyta,35.3%),其次为蓝藻,包括色球藻(Chroococcales,5.9%)、念珠藻(Nostocales,11.8%)、颤藻(Oscillatoriales,11.8%)和一些未知种属的蓝藻类群(Unclassified Cyanobacteria,35.3%),还发现一些与低温环境微生物相关的类群,如颤藻目细纤菌属(Leptolyngbya).     

葛洲坝至古老背江段鱼类的水声学调查

2004年10月~2006年5月利用Bisonics DT-X科学回声探测仪(200 kHz)对葛洲坝至古老背-葛洲坝下游中华鲟(Acipenser sinensis Gray)自然保护区核心江段(30 km)的鱼类进行了5次水声学调查。结果表明：鱼类在该江段中分布呈现不均一性,深潭处分布集中,而急流处分布很少,葛洲坝至艾家河江段鱼的密度明显大于艾家河至古老背江段;在中华鲟产卵日,鱼类在葛洲坝至庙咀江段高度密集,2004年的平均密度达到62.62±24.77尾/1 000 m3,2005年的平均密度达到70.58±37.45尾/1 000 m3;整个江段中,体长60~106 mm的鱼类占有较高比例,约7.0%以上,53 mm以下的鱼类和750 mm以上的鱼类占较低比例,均小于2.0%;调查期间,探测到中华鲟产卵亲鱼,初步估算2004年的资源量约为1 453尾,2005年的资源量约为789尾;95%置信度下分别为1 370~1 537尾、775~803尾。     

崇西湿地冬季潮滩鱼类种类组成及多样性分析

根据2006年冬季在崇西湿地进行的光滩和草滩插网渔获调查,首次对冬季长江口潮滩鱼类种类组成、多样性及相关环境因子作了分析。结果表明：冬季崇西湿地潮滩鱼类主要由淡水小型鱼类组成,共23种,隶属7科,20属。光滩和草滩插网的最大优势种皆为油,两种网具的渔获种类组成具一定的相似性。在一个潮周期内,3种多样性指数D、H′ 和J值波动范围较大,小汛潮时多样性指数比其它潮汛低。白天和晚上潮水的鱼类种类数无显著变化（P>0.5）,但在个体数和生物量上白天较晚上潮水高（P<0.5）。水温、潮汐大小对潮滩鱼类丰度影响较大,而与盐度相关较小。此外,天气状况也是影响潮滩鱼类的一个重要因子。总之,潮滩鱼类的种类组成和多样性受到各种环境因子的综合影响。     

藻毒素复合污染对鱼体的免疫毒性研究

针对水体富营养化问题,通过单一暴露和联合暴露方式研究两种MCs四种暴露剂量（0．1,1,10,100μg／L）下对鱼体的免疫毒效应。结果发现,不同剂量MCLR和MCRR单一暴露都能使鲫鱼淋巴细胞发生死亡,呈现明显的剂量效应和时间效应关系。且MCLR对鱼体的毒性相对McRR要更显著;MCLR和McRR复合暴露对鱼体淋巴细胞的毒性效应表现为协同作用,且随着毒素浓度的增加,其毒性效应差异显著性也随之升高,故而鱼体的免疫系统造成重大的影响,因此应当加强控制藻毒素在水体中的复合污染。