基于发酵残留物改良修复后土壤的试验研究

为了提高修复后土壤的肥力,从而重建修复土壤的生态系统,以修复后土壤的理化性质为基础,研究基于发酵残留物改良修复后土壤的利用方案。分析经淋洗修复的镉污染土壤和经热解析修复的苯系物污染土壤与普通农田土壤的土壤肥力差异,并对两类修复后土壤添加发酵残留物,通过试验综合考察不同类型土样的碱性磷酸酶活性、土壤孔隙度和植物中污染物浓度,研究发酵残留物改良修复后重金属污染土壤和有机物污染土壤的效果。结果表明:将发酵残留物与修复后土壤配比以达到改良土壤的方法是可行的,一方面可以满足植物的生长需要,另一方面可以降低植物中污染物的浓度。     

不动杆菌（Acinetobacter sp.）降解4-氯酚的特性及机制研究

富集培养从受污染土壤中分离到的能够以4-氯酚为唯一碳源和能源的微生物,16S rDNA序列分析表明,该微生物为Ac/naobacter sp..其降解4.氯酚的机制为邻位裂解途径,氯代邻苯二酚1,2-双加氧酶的活性可以通过氯酚的诱导显著提高.当氯酚的初始浓度范围为2～8 mmol/L时,该微生物能够很好地生长,并能有效地降解氯酚.除4.氯酚外,该微生物还可以降解2-氯酚、3-氯酚和2,4-二氯酚,有较宽的底物范围.添加柠檬酸等共基质不仅能够改善微生物的生长,还可以提高氯酚的降解效率,这对于实际受污染环境的生物修复非常重要.     

Zn2+、Co2+和Mn2+对人工湿地基质生物膜的影响

研究了金属离子Zn²⁺,Co²⁺和Mn²⁺对复合垂直流人工湿地基质生物膜脱氢酶活性和多糖含量的影响.结果表明,在生物膜混合液中添加Zn²⁺能在短时间内(6h)迅速提高生物膜的酶活性,增加多糖含量,浓度为2mg/L 的Zn2+可以在较长时间(72h)内保持生物膜的酶活性并且促进多糖的积累.Co²⁺和Mn2+对生物膜脱氢酶活性及多糖含量的影响较为相似.当Co²⁺浓度<1mg/L、Mn²⁺浓度<2mg/L 条件下,6h 时,对脱氢酶活性呈现了不同程度的促进作用,但随着Co2+和Mn2+离子浓度的增加,对脱氢酶活性的影响则表现为抑制作用,并且随着时间的延长,抑制作用越来越明显.在所研究的浓度和时间范围内,Co²⁺和Mn²⁺对多糖含量没有明显影响.     

废水处理系统中胞外水解酶的作用特性研究

从pH、温度、底物浓度和抑制剂等四方面的作用条件,对厌氧-缺氧-好氧废水生物处理系统中β-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶和脂肪酶的作用特性进行研究。试验结果表明,4种酶在60℃有最高酶活;偏碱性条件（pH=8-9）有利于酶促反应的进行;酶活随底物浓度的增加而增大;抑制剂PMSF对各酶抑制效果不尽相同,对葡萄糖、蛋白质和磷酸水解酶的抑制率分别为72．7％、26．1％和26．8％,而对脂肪酶的抑制率高达85．2％;最适作用条件下的各待测酶的活性可达日常作用条件的1．5～8倍;酶的活性与COD、氨氮、总氮和总磷等生化因子有较好的相关性。由此得出控制相关作用条件可最大限度地发挥酶的作用性能,提高废水处理效率。     

氯氰菊酯对土壤过氧化氢酶、淀粉‘酶活性的影响

研究了不同土壤中,氯氰菊酯降解变化和对土壤酶活性的影响。结果表明,氯氰菊酯在土壤中的降解遵循一级动力学方程,降解半衰期为15．1—31．4d。土壤中加入氯氰菊酯后,对土壤过氧化氢酶和淀粉酶活性仅在高剂量时才有抑制作用。氯氰菊酯对不同土壤酶活性的影响与土壤性质有关,但处理培养时间达25d后,不同土壤中各项酶活性指标基本恢复至对照水平。     

镉胁迫对龙葵生长、质膜ATP酶活性及氮磷钾吸收的影响北大核心CSCD

采用模拟镉(Cd)污染土壤培养法研究不同浓度Cd(0、10、20、40、80、160 mg kg–1)处理对Cd超积累植物龙葵(Solanum nigrum)幼苗营养元素氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收及质膜ATP酶活性的影响.结果表明,Cd处理浓度≤40 mg kg–1时显著促进龙葵幼苗的生长(叶性状、主根长、株高度和基径粗度)以及生物量的积累与分配;而当Cd处理浓度>40 mg kg–1时则出现明显的抑制作用.而当Cd处理浓度为10 mg kg–1时,则提高显著幼苗叶片叶绿素(Chl.a、Chl.b、Chl.[a+b])含量,达到最高值;且叶绿素含量随胁迫程度的增强而先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗根、茎、叶和果实中的N、P和K含量先升后降(除茎P降低外);而植株组织中的Cd积累量逐渐增大且分布为叶>茎>根>果实.同时,丙二醛(MDA)含量与过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性随Cd浓度增大而增大,但超氧化物歧化酶(POD)活性先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗地上(茎与叶)和地下(根)部H+-ATP以及地下部Ca2+-ATP酶活性不断降低,而地上部Ca2+-ATP酶活性先升高后降低.因此,龙葵在高浓度Cd胁迫(≥40 mg kg–1)下,可能通过加快根对Cd离子的吸收和转运,提高抗氧化酶(CAT和SOD)活性,降低POD与质膜ATP酶活性,调节对N、P和K的需求,从而起到对Cd胁迫的解毒作用.     

Fe3+对MBBR系统脱氮途径及关键酶性能影响分析

为考察Fe³⁺对移动床生物膜系统（Moving-bed Biofilm Reactor， MBBR）脱氮途径及相关酶活性的影响，以15 ℃下长期运行的移动床生物膜为研究对象，确定Fe³⁺的最佳投加浓度，在此基础上，启动运行MBBR1（添加 Fe³⁺）与MBBR2（不添加Fe³⁺），对比分析了两反应器脱氮性能、相关酶活性、微生物群落结构及脱氮途径.结果表明，添加10 mg·L^-1 Fe³⁺的MBBR1与MBBR2相比，氨氧化、亚硝酸盐氧化、硝酸盐还原及亚硝酸盐还原的速率分别增加了75%、3%、10%和6%，氨单加氧化酶（Ammonia Monooxygenase， AMO）、羟胺氧化酶（Hydroxylamine Oxidoreductase， HAO）、亚硝酸盐氧化酶（Nitrite Oxidoreductase， NXR）、硝酸盐还原酶（Nitrate Reductase， NAR）和亚硝酸盐还原酶（Nitrite Reductase， NIR）的活性分别增加了10%、13%、2%、108%和3%，总氮去除率提高了11.17%.Illumina MiSeq测序结果表明，MBBR1中Nitrosomonas与Thauera相对丰度均高于MBBR2，NOB相对丰度接近.模型计算结果显示，MBBR1主要脱氮途径为同步短程硝化反硝化，而MBBR2主要脱氮途径为全程硝化反硝化.综上，Fe³⁺可通过影响脱氮过程中关键酶活性及生物群落结构，强化MBBR系统同步短程硝化反硝化能力以提高MBBR系统脱氮性能.