养殖鱼塘底泥微生物抗生素耐药基因分布分析

针对水产养殖中抗生素滥用引起微生物耐药基因污染的现象,本实验以杭州市某水产养殖区底泥样品为研究对象,测定了底泥样品中抗生素含量,并从其中分离出74株可培养细菌.采用PCR方法对分离菌株中磺胺类、四环素类、喹诺酮类、氯霉素类抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)和整合子基因进行了检测.结果表明,除tet A(四环素类)耐药基因未被检出外,其余3种耐药基因及整合子基因均被检出,其中qnr S(喹诺酮类)耐药基因的检出率最高,为50.00%.另外,利用16S r DNA序列分析技术将分离菌株鉴定为12个属、19个种,包括环境中多种常见土著细菌及部分致病菌,其中气单胞菌(Aeromonas spp.)数量最多(29株),占分离菌株的39.19%.掌握水产养殖区中ARGs的污染现状,对控制其传播、保障食品安全和保护微生态环境具有重要指导意义.     

波流式生态滤床氨氮去除效果及其微生物群落结构分析

利用波流式生态滤床处理受污染的河水,考察了其对氨氮的去除效果和沿程污染物转化情况,并采用扫描电镜、高通量测序手段解析了波流式生态滤床不同时间和位置基质上生物膜的细菌群落组成,分析了波流式生态滤床小试反应器中硝化细菌和反硝化细菌的分布特点,以探讨其去除氨氮的机理.结果表明,反应器稳定运行以后,对氨氮平均去除率为74.83%,基质表面可以观察到大量微生物,不同时期优势细菌有较大不同.反应器前部主要发挥硝化作用,中部发挥反硝化作用,硝化菌的分布呈现上多下少、前多后少的特点,使得氨氮在前端被快速去除;中部以黄杆菌属(Flavobacterium)为代表的反硝化菌丰度较高,促进了反硝化作用的发挥,降低了出水中总氮浓度;不同部位样品中细菌多样性差别不大,微生物种群多样性随着水流方向呈现先增加,到后段减少的趋势.     

微生物燃料电池恒电流预培养阳极生物膜分析表征

阳极性能是影响微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)性能的关键因素之一,同时阳极的接种挂膜过程是影响微生物燃料电池启动效率的关键因素.因此,本课题组提出了预培养阳极作为微生物燃料电池的一种新型阳极的概念,在三电极体系下,通过外加恒定电流预培养阳极,在不同条件下对阳极表面进行电化学选择和生物膜驯化以丰富生物膜结构和厚度.结果表明,阳极的性能与预培养电流大小密切相关,预培养阳极CF-4i(外加4 A·m-2电流密度)通过循环伏安法、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱测试,性能好于其他测试组及对照组,装配阳极CF-4i的微生物燃料电池能实现最大功率密度968.20 m W·m-2,是对照组的2.53倍.同时,通过共聚焦显微镜观察发现,生物膜大体分两层,外层的活细胞及内层的死细胞,外层活细胞长在内层死细胞之上.这种结构分布表明,阳极生物膜中的活细胞部分绝大多数都分布于生物膜的外侧,而不是均布于整个阳极生物膜中;同时这也表明不是整个阳极生物膜都具有新陈代谢活性,但死亡的细胞可以继续积累在电极表面附近,活的外层膜负责电流的产生,而内层的死细胞作为一种导电基质.     

不同填充率短程硝化泥膜MBBR微生物特征分析

移动床生物膜反应器（MBBR）被广泛应用于污水厂的提标改造,而短程硝化是当前众多新型脱氮工艺的关键环节,研究短程硝化泥膜混合MBBR系统可为污水厂脱氮工艺的升级奠定基础。填充率作为MBBR的重要工艺参数,极大地影响系统的运行效能。试验在4个MBBR泥膜混合系统中（填充率分别为100%、75%、45%、15%）,开展了长达224 d的短程硝化运行研究。结果表明：在填充率为45%的系统中,亚硝酸盐积累率较为稳定达到99.42%,平均氨氧化速率较高为16.62 mg/(L·h)。微生物特征分析显示,在门水平,变形菌门、惰杆菌门和绿弯菌门等在各个系统中为优势菌门。在属水平,好氧氨氧化菌的优势菌属为Nitrosomonas,其在填充率为45%的反应器内占比最高,在絮状污泥和生物膜上分别占比24.67%、30.73%。研究检测出亚硝酸氧化菌的优势菌属为Nitrospira,其在各反应器中占比较低,说明亚硝酸氧化菌被有效抑制。     

复合填料强化SBR脱氮效能及微生物群落结构研究

添加腐殖土复合填料有利于提高SBR工艺的脱氮除磷能力,但复合填料的作用机理及其对微生物群落结构的影响尚不明晰。文章通过向SBR系统中投加复合填料,考察其对SBR工艺污染物去除效能的影响,并利用Miseq高通量测序技术分析微生物群落结构,旨在从微生物学角度揭示复合填料强化SBR工艺污染物去除效能的作用原理。结果表明,投加100 g复合填料时,SBR工艺出水NH₄⁺-N和TN的去除率分别提高3.3个百分点和9.8个百分点,达到97.4%和94.9%;复合填料降低微生物群落多样性,改变优势菌落,使专一性功能菌数量增加,其中Patescibacteria(52.81%)代替变形菌门(Proteobacteria)(32.76%)成为优势菌门,放线菌门(Actinobaceria)丰度降低,这与投加复合填料后活性污泥脱氮性能得到提升,污泥沉降性能得以改善的研究结论一致。     

3,5,6-三氯-2-吡啶酚的微生物降解及催化机制

3,5,6-三氯-2-吡啶酚（TCP）属于氯代吡啶类化合物,它是有机磷农药毒死蜱的高毒、难降解残留物,同时也是一种持久性有机污染物。随着毒死蜱在中国的大量生产和超量使用,TCP的环境污染日趋严重。微生物降解技术是消除TCP环境污染的有效方法。文章概述了TCP的化学结构、环境命运、生态毒性,TCP降解的微生物种类,TCP在好氧、缺氧及厌氧环境下的微生物降解途径及TCP降解基因和酶等的最新研究进展,这将为毒死蜱及TCP持久性污染土壤及水体生物修复技术的开发和应用提供参考。     

植物与微生物协同净化黑臭水体的脱氮性能

该研究通过在室内模拟黑臭水体,建立苦草和梭鱼草独立与混合生态浮床,研究微纳米曝气条件下植物和微生物协同净化黑臭水体的脱氮性能和微生物群落结构特征,并探讨黑臭水体脱氮性能与微生物群落之间的关系。结果表明,苦草组、梭鱼草组和混合组对氨氮的平均去除率为97.83%、98.18%、98.33%,对总氮的去除率为62.38%、72.24%、62.27%,三者都高于对照组。植物对氨氮和总氮的去除不明显,水体微生物和生物膜微生物的硝化和反硝化作用是脱氮的主要途径。第12天、第31天水体和定植棉生物膜的微生物群落的优势门为变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和Dependentiae菌门;优势的黄杆菌属、气单胞菌属、假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、红杆菌属等都属于异养硝化-好氧反硝化细菌。定植棉生物膜的物种数、Chao1指数、Shannon指数都明显高于第12天和第31天的水体微生物群落,水体微生物和种植棉生物膜的优势菌属和群落结构存在一定的差异。实验后期,化学需氧量浓度是影响水体脱氮效果的重要因素。     

CCUS技术CO2泄漏模拟及生态风险评价

碳捕获、利用和封存(CCUS)是实现大规模碳中和最具潜力的解决方案,然而对其泄漏引发的生态风险的量化研究相对较少,导致风险管理决策效率低下。该研究耦合物种敏感度分布法(SSD)和计算流体动力学(CFD)开发了CCUS封存CO₂泄漏的生态风险评估法。采用SSD对陆地生态系统中典型物种的毒性数据进行拟合并计算其基准值,采用CFD对不同场景下的受体暴露浓度开展模拟预测,采用商值法计算生态风险指数,通过Google Earth实现可视化表征,并提出合理化建议。研究表明,在SSD模型中,急、慢性效应数据最优拟合模型分别为Weibull CDF和SGompertz,生态毒性基准浓度值HC₅分别为3.25%与0.98%。在模拟的极限泄漏场景中,黄土峁梁地区CCUS示范区生态风险面积受季节风向与风速的影响较大,任何气象条件下均存在一定范围的生态风险分布,高等级生态风险范围最小为160 m,实施精准的监测并开展生态风险补偿是必要的。该研究可为CCUS大规模应用潜在的CO₂泄漏风险预测及应急管理提供理论支撑。     

大气颗粒物吸附的空气微生物毒性效应的研究进展

大气污染与人群健康关系的研究表明,灰霾天气中的大气颗粒物上附着有多种可吸入微生物,包括病毒、细菌和真菌.大气颗粒物中的部分有机物质能够与这些微生物相互作用,进而改变颗粒物上附着微生物的致病性和持久性.大气颗粒物及其所吸附的病原微生物来源广泛,种类繁多,并由于大气污染加重而越发显得重要.本文结合以往文献资料和新型冠状病毒...     

粪便中病原微生物快速检测方法研究进展

近年来国内乡村生态环境的保护和改善受到高度关注,其中厕所粪便的无害化处理和资源化利用是乡村居住环境改造的重点之一.粪便中的病原微生物可通过污染食物或水源感染人类,对公共健康和生态环境产生很大危害,因此针对粪便中病原微生物的快速检测方法的研究至关重要.该文综述了目前粪便中病原微生物快速检测方法的研究进展,特别是核酸检测法...