铁氧化物多孔陶粒生物滴滤塔净化硫化氢气体

采用装有凹凸棒石基铁氧化物多孔陶粒作为填料的生物滴滤塔,进行了长期实验室H2S脱臭实验。结果表明,该生物滴滤塔H2S的进气浓度低于500 mg/m3时,循环营养液喷淋量高于1.5 L/h,气体最佳停留时间为54.9 s,去除率在95%以上。代谢产物以SO2-4为主,转化速率在52.42 g/(m3·d)左右。该滴滤塔系统可稳定而有效运行。生物相观察表明,滴滤塔填料表面附着大量微生物,铁氧化物陶粒具有化学和生物惰性,有利于微生物的附着。     

甘肃陇南锑矿区污染及微生物群落结构特征

锑（Sb）是有色金属矿山开采和加工中对环境造成严重威胁的重点污染物,与砷（As）的硫化物和氧化物共存. 微生物对土壤中重金属的迁移转化及修复具有重要意义. 目前,锑矿不同功能分区（采矿区和冶炼区）中重金属有效态对土壤微生物群落结构的生态效应仍知之甚少. 为掌握不同功能分区中重金属污染特征及重金属有效态与土壤微生物群落之间的相互作用关系,采用Wenzel连续提取法和16S rDNA 高通量测序技术测定了Sb和As的化学形态及微生物信息. 结果表明,Wenzel连续提取后Sb和As的化学形态分布占比大小为：无定型铁铝氧化物结合态（F3）>晶质铁铝氧化物结合态（F4）>残渣态（F5）>专性吸附态（F2）>非专性吸附态（F1）. 潜在生态风险指数（RI）和地累积指数（I_geo）显示,Sb污染程度大小为：冶炼区>采矿区>对照区,冶炼区为严重污染,采矿区为中度至重度污染;As污染程度大小为：采矿区>冶炼区>对照区,采矿区和冶炼区均为中度至重度污染. 16S rDNA 高通量测序显示：Proteobacteria是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的门, Kaistobacter、Pseudomonas、Sphingomonas和Lysobacter是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的属;Geobacter和Luteolibacter在采矿区有较高的LDA得分,Thiobacillus在冶炼区具有较高的LDA得分. Spearman相关性、方差分解（VPA）和随机森林预测（RF）表明,Sb、As、有效态锑[Sb（Bio）]和有效态砷[As（Bio）]是影响锑矿不同功能分区中微生物群落结构的主要因子;冗余分析（RDA）显示,对属水平微生物群落结构的影响大小为：As（Bio）>Sb（Bio）>Sb>As,Sb及Sb（Bio）和Nitrospira呈现显著负相关关系,和Thiobacillus呈现显著正相关关系（P<0.05）. 通过深入研究重金属污染特征及重金属有效态对微生物群落结构的生态效应,可为锑矿区生态修复和生态环境管理提供参考.     

不同空气质量下生物气溶胶中细菌群落特征研究

该研究基于16S rRNA的高通量测序方法对2018年11月-2019年1月青岛冬季不同空气质量下生物气溶胶中的细菌群落结构进行了研究。结果表明,重度污染天气下群落的物种丰富度和多样性升高,粗粒径样本中细菌多样性和丰富度较高。采样期间,门水平上主要的优势菌是变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus),其相对丰度随空气质量变化呈现不同变化,重度污染条件下,绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)的丰度明显升高。属水平上优势菌有栖热菌属(Thermus,20.3%)、苍白杆菌属(Ochrobactrum,10.1%)、拟无枝酸菌属(Amycolatopsis,3.2%)、鞘氨醇菌属(Sphingomonas,2.9%)等,相对丰度和物种组成随空气质量和粒径变化较大。潜在致病菌和致病基因丰度并不随空气污染的增加而增加。分析显示,至少10个环境因子与群落结构显著相关,O_3浓度与累积丰度约占7%的菌属呈显著正相关,可能对细菌群落有重要的影响。     

功能宏基因组学在新型抗生素耐药基因研究中的应用进展

抗生素耐药性是二十一世纪人类面对的最严峻的环境健康问题之一.抗生素耐药基因(Antibiotics resistance genes, ARGs)被认为是一类新型环境污染物.当前针对ARGs的主要研究方法有细菌分离和培养法、聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)法、和宏基因组法.然而,仅有功能宏基因组方法能发现新型的ARGs.功能宏基因组方法利用新一代测序技术的高通量的特性,结合分子生物学技术和功能筛选构建有关抗生素耐药性的基因库,通过生物信息学分析高效地发现新型ARGs.本文综述了近来利用功能宏基因组技术筛选新型ARGs的相关研究进展,总结了功能宏基因学相关的技术和方法的优势和限制,并展望了功能宏基因学方法进一步发展的方向.     

一株聚丁二酸丁二醇酯降解菌的分离鉴定

以聚丁二酸丁二醇酯（PBS）为唯一碳源,通过滤纸片法对西安郊区土壤中可有效降解PBS聚合物的微生物进行分离,并成功获得一株降解效果最为明显的细菌菌株,其在30 d内可使PBS聚合物的数均分子量降低19.80%。采用生理生化实验以及16S rDNA序列对比分析对该菌株进行了鉴定。结果表明,该菌株的生理生化特征与铜绿假单胞菌属相似,且其16SrDNA序列与Pseudomonas aeruginosa 39016 contig 00492的核苷酸序列同源性达99%,结合生理、生化指标鉴定结果,进一步确定该菌株为铜绿假单胞菌（Pseudanonas aeruginosa）。该菌株的分离鉴定为进一步研究PBS聚合物的生物降解特性及机理等奠定了基础。     

不同窖龄窖泥古菌的系统发育多样性分析

为探索不同窖龄窖泥古菌类群与演替规律,分别提取20、50和150年窖龄窖泥样品总DNA,应用PCR-A R DR A和16S rDNA克隆测序技术对不同窖龄窖泥古菌群落结构进行研究.结果表明:191个克隆子分成22个可操作分类单元(OTUs),系统发育分析归为6个类群,分别属于甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、甲烷杆菌属(Methanobacterium)、甲烷袋状菌属(Methanoculleus)、甲烷粒菌属(Methanocorpusculum)、甲烷鬃菌属(Methanosaeta)和甲烷螺菌属(Methanospirillum).不同窖龄窖泥的优势古菌类群有明显差异,20年窖泥优势古菌类群以乙酸利用型Methanosarcina、Methanosaeta为主,50年、150年龄窖泥优势古菌类群以氢气营养型Methanocorpusculum、Methanobacterium为主;随着窖龄的增加,窖泥古菌Shannon-Wiener多样性指数(H)和Berger-Parker优势度指数(D)呈增加的趋势,Pielou均匀度指数(J)呈降低趋势;不同窖龄窖池古菌的相似性系数为0.429~0.677,50年和150年窖泥的菌群结构最为相似.本研究揭示了不同窖龄窖泥古菌系统发育多样性的差异与窖泥老熟的关系.     

一株嗜碱产甲烷八叠球菌的分离鉴定与系统发育分析

在15℃条件下用产甲烷菌培养基对采自四川省红原县的牦牛粪进行富集培养,采用Hungate厌氧操作技术从富集培养物中分离得到一株在8~45℃范围生长、最适生长pH为8.5的嗜碱产甲烷菌T13.该菌株革兰氏染色阳性,细胞聚集体,在液体培养基中为肉眼可见的颗粒状物,在固体培养基上菌落为淡黄色桑葚状;可利用甲醇、乙酸盐和甲胺作为唯一碳源生长;对氯霉素和庆大霉素敏感;生长pH范围为6.5~9.5;最适NaCl浓度为0~0.15 mol L-1;最适生长温度为30℃.形态和生理生化特征以及16S rDNA序列分析表明菌株T13为梅氏产甲烷八叠球菌(Methanosarcina mazei).由于该菌最适生长pH为8.5,所以初步认为菌株T13是一株梅氏产甲烷八叠球菌的新菌株.     

利用剩余污泥水解酸化液合成聚羟基脂肪酸酯的研究

以城市污水处理厂剩余污泥水解酸化产物为原料,研究了罗氏真养菌(Ralstonia eutropha)H16在水解酸化液中的生长规律和聚羟基脂肪酸酯(PHAs)积累特性,同时分析了H16对水解酸化液中各种有机酸组分的利用规律. 结果表明,以剩余污泥52℃中温水解酸化48h的水解酸化液为培养基,在HAc水解酸化液(C/N/P=100/10/1, TOC＝2881mg/L,乙酸占总有机酸含量36.1%)中,H16最先利用乙酸和正丁酸来进行自身的生长和PHAs的合成,合成的主要产物是聚羟基丁酸酯(PHB);随后开始利用丙酸和正戊酸,在此过程中聚羟基戊酸酯(PHV)的含量也逐步上升,菌体量同步增长, H16在40h左右处于平稳期,并且达到最大积累率为12.51%(占菌体干重);最后利用的是异丁酸和异戊酸,但是此时H16已经进入衰亡期,菌体量和PHAs合成率都在下降.当以HVa水解酸化液(C/N/P=100/10/1, TOC＝2358mg/L,异戊酸占总有机酸含量29.0%)为培养基时, H16在18h达到生长的峰值,24h达到PHAs合成率的最大值为32.14%(占菌体干重),PHV为PHAs的主要形式.     

高浓度硝酸盐对城市污水活性污泥中微生态种群结构的影响

研究了城市污水处理系统中微生态种群结构在无机培养基和基础培养基条件下受到无机硝酸盐冲击的情况,并分析了微生物群落结构及行为特征．利用分子生物学技术直接从活性污泥样品中提取DNA,对16S rDNAV3区进行PCR扩增,结合DGGE(变性浓度梯度凝胶电泳)分析活性污泥中微生物种群结构．测定了活性污泥中部分菌种的16S rDNAV3区片段序列,通过NCBI(美国国立生物技术信息中心)基因库比对,初步确定了部分细菌的属．在受到高浓度硝酸根离子冲击时,城市污水处理系统微生态种群结构在尽可能保持原有微生物多样性的同时,会及时改变菌群结构以尽快适应新的环境条件．     

一株溶藻细菌的溶藻特性及其鉴定

从海绵固定化微生物系统中分离获得1株溶藻细菌P15,对其溶解铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)、栅藻(Scenedesmus)及小球藻(Chlorella)的效果、溶藻方式进行了研究,并利用16SrDNA序列分析法进行了鉴定.结果表明,初始菌浓度大于2.4×10⁷个/mL时,P15菌具有理想的溶藻效果,48h后铜绿微囊藻去除率可达到65.84%,栅藻及小球藻也能很好地去除.P15菌革兰氏染色阳性,可运动;能利用乳酸胺等32种常见碳源.P15菌株与多株红球菌的16SrDNA核苷酸序列的同源性均在99.7%以上,归属于红球菌属.