微生物絮凝剂制备的研究新进展

微生物絮凝剂具有高效、无毒、无二次污染等特点,是一种具有良好应用前景的天然有机高分子絮凝剂。然而,微生物絮凝剂的高制备成本限制了其推广应用。降低生产成本已成为微生物絮凝剂工业化制备过程中亟需解决的问题。在分析微生物絮凝剂制备成本偏高原因的基础上,系统介绍了近年来国内外关于微生物絮凝剂制备的最新进展,包括利用复合菌群产微生物絮凝剂、利用廉价替代培养基制备微生物絮凝剂和利用剩余污泥制备微生物絮凝剂等;针对现有研究的不足,展望了微生物絮凝剂制备的发展趋势。     

氨氧化菌群的筛选及发酵条件的优化

利用选择性培养基对活性污泥进行连续驯化,筛选出氨氮去除效率较高且稳定的氨氧化菌群。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析了氨氧化菌群在连续传代过程中菌群的结构差异,并对菌群的发酵培养基及发酵条件分别进行了正交优化和单因子优化。结果表明,该菌群的最佳发酵培养基为每升培养基中含碳酸盐缓冲液15mmol,硫酸铵4.2 mmol,磷酸盐缓冲液12.5 mmol,硫酸亚铁0.9μmol,氯化钙0.4 mmol,硫酸镁1.5 mmol;最佳发酵条件为:接种量为14%,装液量为60 mL/250 mL,温度为35℃。在此条件下,菌群对氨氮的去除效果较优化前提高了155%。     

剪切应力对活性污泥絮体特征的影响

采用具有自动控制系统可周期性改变搅拌速度的生物反应器处理生活污水,研究了剪切应力周期变化对活性污泥絮体特征及功能菌群分布的影响。结果表明,在相同的运行条件下,运行初期的污泥形态不规则,结构疏松,其内部各功能菌群丰度差异较大,污泥絮体粒径受剪切应力影响较大,最大和最小剪切应力下污泥平均粒径相差30μm;随着反应器运行时间的延长,活性污泥絮体的粒径减小;到达运行稳定期,污泥粒径较小,但结构紧实,最大和最小剪切应力下污泥平均粒径相差仅为6μm,说明剪切应力对污泥粒径的影响减弱,其主要作用在于维持污泥絮体相对稳定的三维结构及相对平衡的功能菌群分布。此外,处理效果研究也表明,稳定的污泥结构有助于污染物去除效率的提高。     

长期饥饿下厌氧氨氧化反应器的启动与恢复性能

厌氧氨氧化菌生长缓慢,其富集过程困难,是限制厌氧氨氧化技术应用的瓶颈. 因基质供应不足导致的功能菌长期饥饿使厌氧氨氧化（ANAMMOX）反应器稳定运行面临更大挑战. 从长期饥饿的视角出发,重新审视厌氧氨氧化反应器的启动和恢复性能、揭示其抗性机制具有现实意义. 分别采用硝化和反硝化污泥在不同运行条件下成功启动了厌氧氨氧化反应器,分析了长期饥饿后不同启动策略下反应器的恢复性能,及污泥对长期饥饿的耐受机制. 结果表明,接种反硝化污泥的反应器采用高基质浓度低流速运行更稳定,运行85 d后NH₄⁺-N、NO₂^--N和总氮去除率分别高达98.7%、99.3%和89.3%;但长期饥饿（144 d）后采用低基质浓度高流速运行的氮去除性能更优,NH₄⁺-N、NO₂^--N和总氮去除率可在30 d后分别恢复至99.8%、99.8%和93.6%. 研究发现,饥饿期胞外多聚物将厌氧氨氧化菌包裹,有助于保持细胞完整以抵抗长期饥饿胁迫;nirS、hzsA和hdh基因的表达,保证了亚硝酸盐/一氧化氮氧化还原酶、联氨合成酶和联氨脱氢酶的合成,有助于维持厌氧氨氧化活性. 饥饿恢复前后厌氧氨氧化菌属的相对丰度无显著差异,其中Candidatus Kuenenia经30 d恢复后相对丰度提升86%以上,表明其对长期饥饿更具耐受性.     

外来植物紫茎泽兰入侵对根际土壤有益功能细菌群、酶活性和肥力的影响

通过对紫茎泽兰不同入侵阶段下的实地采样,分析了外来入侵植物紫茎泽兰对入侵地根际土壤有益微生物菌群和土壤酶活性以及肥力的影响。发现除了全磷、全钾以外,重度入侵土壤的功能菌数量、酶活性、土壤肥力都要显著高于其它土壤区系。根际土中有机磷细菌差异最显著,其重度入侵土中的含量是轻度入侵土中含量的3.0倍,是当地植物土中含量的1.8倍,是空白地区含量的22.2倍。同时,土壤微生物类群、土壤酶活与土壤肥力的相关分析表明,它们之间存在显著相关关系,自生固氮菌与全氮相关性最明显,为0.922。外来植物对入侵地的影响是其入侵力和生态系统可入侵性的重要组成部分,紫茎泽兰入侵提高了土壤功能菌种群和土壤酶活,从而使土壤肥力也发生了相应的变化,这可能促进其养分转化吸收,提高种群竞争力。本文为紫茎泽兰成功入侵的土壤微生物学机制提供理论依据。     

好氧高效菌群处理番茄酱加工废水的评价

研究了好氧高效菌群加入天业番茄制品有限公司的废水处理系统后的效果。结果表明:加入好氧高效菌群能够有效的缩短污泥培养时间;加装填料后,入水ρ(COD)小于2 000 mg/L时,出水符合GB8978—1996《污水综合排放标准》二级排放标准;有机负荷过高时,系统也能维持较高的处理效率。好氧高效菌群能够适应工厂复杂的开放环境,不仅保证处理出水水质达到排放标准,同时解决了非生产期的污泥保存和驯化污泥的难题。     

XP1菌株强化湿地植物脱氮及其对根际微生物的影响

利用从南四湖人工湿地中分离的一株具有良好脱氮作用的反硝化细菌XP1,分别接种于湿地植物芦竹、芦苇和香蒲的根际土壤,考察菌株XP1对3种植物的强化脱氮作用,并利用PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)考察强化脱氮过程中菌株XP1在3种植物根际土壤微生物中的变化. 结果表明:模拟湿地在未强化脱氮时,3种植物湿地在相同条件下脱氮能力大小顺序为芦竹＞芦苇＞香蒲;3种植物的根际土壤所含微生物种类基本相同,所含微生物总量顺序为芦竹＞芦苇＞香蒲,其中土著XP1菌株在芦竹、芦苇和香蒲根际土壤微生物中的含量比值约为1.5∶1.3∶1. 加入菌株XP1强化脱氮后,香蒲、芦苇、芦竹3种植物湿地总氮去除率分别由14%,56%和56%提高至98%以上,强化脱氮作用明显;含氮废水ρ(TN)降至《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质要求〔ρ(TN)≤1 mg/L〕时,3种植物根际土壤中的微生物种群数及微生物总量都有所下降,其中菌株XP1在3种植物根际土壤中的含量分别下降了40%,53%和67%,但根际细菌菌群结构未发生较大变化.      

功能性服装的研究现状和发展趋势

功能性服装的研究始于20世纪40年代,这是因为两次世界大战中参战国都受到了严寒气候的威胁,由于服装的防寒性能差而大大削弱了士兵的战斗力。如1941年冬季莫斯科战役中,纳粹德军由于服装简陋,不堪严寒而开枪自杀者难以计数。此后,服装的舒适性和功能研究受到各国普遍重视,取得了很大的进展。随着科学技术的发展,人类所涉及的地理和空间范围日益扩大,接触到的天然和人为的气候条件也更加严酷;随着经济的发展,人们对     

垃圾填埋场空气微生物污染及评价

用撞击法采集某垃圾填埋场不同区域空气微生物样品,通过微生物浓度评价不同区域污染状况,并对优势菌落PCR产物经同源性比对分析了空气微生物的优势菌群。结果表明,填埋场的主要污染区域为裸露的填埋区和垃圾运输路段,达到轻微污染程度,其它区域均达到较清洁以上程度。风沙、扬尘大的春季微生物总浓度明显高于夏季。填埋场的空气微生物污染主要为细菌的超标,污染区域空气中的细菌总量比清洁区高13.5倍,空气微生物总浓度相差10.7倍,而霉菌的数量变化相对较小。垃圾填埋场空气中优势细菌以芽孢杆菌属（Bacillus）、节杆菌属（Arthrobacter）和微球菌属（Micrococcus）为主,其中以枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）,短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）和黄金节杆菌（Arthrobacter aurescens）出现的频率较高;优势真菌菌群为青霉属（Penicillium）、曲霉属（Aspergillus）、链格孢属（Alternaria）等。     

矿物微尘对人体肠道大肠杆菌和嗜酸乳杆菌的体外作用研究

研究了采集自居住环境的矿物微尘对人体肠道菌群主要代表性菌株大肠杆菌(Escherichia coli)和嗜酸乳杆菌 (Lactobacillus acidophilus)的体外作用.测定了矿物微尘对培养基pH值的影响,微尘与菌体共同作用后培养基pH值的变化,并用活菌计数法检测了矿物微尘对大肠杆菌和嗜酸乳杆菌生长的影响.结果表明微尘对大肠杆菌的生长起抑制作用.培养基中矿物微尘质量分数达3%时即对大肠杆菌生长有显著抑制作用,微尘质量分数达20%时,大肠杆菌生长受到完全抑制.微尘质量分数在3%～20%这一较宽幅度内,大肠杆菌虽受抑制但能生长,说明大肠杆菌耐受矿物微尘影响的能力较强.矿物微尘对嗜酸乳杆菌生长影响复杂,培养基中矿物微尘质量分数低时起促进作用,质量分数较高时起抑制作用.微尘质量分数达5%时,嗜酸乳杆菌生长即受到完全抑制.嗜酸乳杆菌耐受矿物微尘影响的能力较弱,远小于大肠杆菌.结果还表明矿物微尘影响大肠杆菌与嗜酸乳杆菌生长的主要因素是微尘本身的化学成分与物理性质,微尘的碱性因素对大肠杆菌和嗜酸乳杆菌有一定影响,但不是主要影响因素.