空心菜浮床对鱼塘水质和微生物多样性的影响

为从环境微生物的角度探讨生物浮床的水质调节机理,采用宏基因组学测序技术和生物信息学手段,分析了环境微生物和根系微生物群落的多样性.研究结果表明,鱼菜共生模式下优势菌门是变形菌门（Proteobacteria）、蓝细菌门（Cyanobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和厚壁菌门（Firmicutes）等,主要菌属是聚球藻属（Synechococcus）、hgcI_clade、CL500-29_marine_group、芽孢杆菌属（Bacillus）和分支杆菌属（Mycobacterium）等;空心菜根系微生物群落中最丰富的优势菌门是变形菌门和蓝细菌门,主要菌属是红细菌属（Rhodobacter）、噬氢菌属（Hydrogenophaga）和聚球藻属等.研究结果还表明低覆盖率（3.5%）的空心菜生物浮床能够增加水体的溶解氧含量,降低水体中含氮化合物的浓度和改善养殖环境中的微生态平衡,提高有益菌和氮循环细菌的含量.     

长江流域河流和湖库的浮游细菌群落差异

在长江流域自江源区至入海口的干流重点区域、八大一级支流和多个重点湖库设置了 177个样点开展浮游细菌调查,采用基于细菌16S rRNA基因的单分子实时测序技术研究浮游细菌群落的空间分布差异,期望在更广的调查范围和更高的物种注释精度上阐明长江流域浮游细菌群落结构的分布特征.首先分析了各采样点浮游细菌的α多样性状况,发现长...     

高温冲击对亚硝酸盐氧化过程中微生物菌群结构影响

为了进一步了解在亚硝酸盐氧化过程中,高温冲击对活性污泥微生物菌群结构的影响,本研究中,以在不同NO~-_2-N浓度条件下富集的硝化活性污泥为研究对象,利用16S rRNA高通量测序技术分析方法,通过改变环境温度考察活性污泥微生物菌群丰度变化及结构特征.高通量测序分析结果表明:25℃时易于微生物生长,系统活性污泥微生物菌群多样性最丰富.随着高温冲击试验进行,系统内菌群丰富度、均匀度和多样性呈下降趋势.此外,分析发现本系统主要硝化功能菌为Nitrospirae的Nitrospira,更适宜在35℃生长.且高温冲击试验同样引起了活性污泥中非硝化功能微生物(Bacteroidetes、Chloroflexi、Halomonas和Pseudomonas等)的菌群结构差异.试验结果可为高温冲击条件下亚硝酸盐氧化过程中微生物菌群分布特点的研究提供部分理论参考,并为相关高温冲击试验给予部分借鉴.     

1株高效BBP降解菌的分离与特性研究

从湖北省荆沙河泥样中富集培养分离得到了1株能够以邻苯二甲酸丁基苄基酯为唯一碳源和能源生长的细菌并命名为HS-B1.采用形态学、生理生化和16S rDNA序列分析对其进行了鉴定,发现HS-B1是1株杆状、需氧、革兰氏阴性细菌,接触酶呈阳性反应,氧化酶呈阴性反应,不产硫化氢气体,且该菌的16S rDNA序列与琼氏不动杆菌(Acinetobacter junii)的相似性高达99%.因此初步鉴定该菌株为不动杆菌(Acinetobacter sp.).摇瓶实验表明,菌株HS-B1生长和BBP降解的最适培养条件为35℃,pH 8.0.采用0.10 mmol.L-1非离子型表面活性剂吐温-80提高了BBP在水溶液中的表观溶解度,发现在最适培养条件下,HS-B1能够在48 h内将浓度为1 000 mg.L-1BBP完全降解,证明是一株高效降解菌.底物广谱性实验中,菌株HS-B1也能够有效利用DMP、DEP、DBP等邻苯二甲酸酯类化合物,说明该菌株在处理邻苯二甲酸酯类化合物的污染治理中有独特的应用潜力.     

稻田土壤光合细菌群落对镉污染的响应

稻田重金属污染每年造成水稻产量的巨大损失,重金属污染问题日益受到人们的关注.因此,了解不同镉污染水平下水稻土微生态及理化性质的变化具有重要意义.本研究通过16S测序技术探讨稻田土壤光合细菌群落对不同镉污染水平的响应.结果表明,随着镉污染程度升高,pH值、总镉和有效镉含量逐渐降低.高镉组、中镉组和低镉组的土壤α多样性差异较小,富集的光合细菌种群具有显著差异,光合细菌群落之间也均具有显著差异.高镉组光合细菌物种之间有效连接明显多于中镉和低镉组,连接更紧密且密度更高.碱性氮、pH、有效磷、有效钾、总氮、总磷、有机质、总镉和有效镉是影响光合细菌群落的重要因素,与光合细菌群落显著相关,解释了59.90%的光合细菌群落变异,其中有效镉含量与Methylorubrum populi、Methylorubrum extorquens、Methylobacterium sp.Leaf125和Rhodopseudomonas sp.AAP120显著正相关（R>0.05,P<0.05）.本研究对了解镉污染对稻田土壤特定功能微生物种群的影响具有重要意义.     

趋磁细菌的地域分布特征

通过对来自目前GenBank中趋磁细菌的16S rDNA序列分析,并进行系统进化树的构建,比较不同区域趋磁细菌的差异.目前,GenBank中共有239条趋磁细菌16S rDNA序列,相似性分析后有137条不同的序列(海洋55条,淡水82条),分属于变形菌门和硝化螺菌门.全长序列的系统进化分析显示,全球趋磁细菌的分布具有一定的区域性,海洋与淡水趋磁细菌区分明显.不同地域的趋磁细菌的系统进化分析显示,近海与大洋的趋磁细菌有明显的差别;而同为海洋或淡水的环境中,如巴西和美国近海、德国和中国的淡水湖泊,趋磁细菌相似性较高,即相同生境中的趋磁细菌相似性较高,表明趋磁细菌的类型与生境条件有很大关联性.基于16S rDNA序列分析,推测趋磁细菌起源可能是多源的,环境条件可能作为重要的进化压力在趋磁细菌长期演化过程中扮演重要角色.     

BP人工神经网络在环境空气SO_2质量浓度预测中的应用

根据西安市雁塔区小寨环境空气监测点2011年7月31日起400 d的SO224小时平均浓度监测数据时间序列建立BP人工神经网络(ANN)预测模型,并用接下来100 d的数据对模型的仿真性能进行检验,从而验证了BP人工神经网络模型预测环境空气SO224小时平均浓度的可行性与准确度。经反复调试,最终选用2-3-1的网络结构并以trainbr作为训练算法,经34次迭代网络收敛,耗时7 s,预测结果相对于实际监测数据的平均绝对百分比误差为0.082,模型显示出良好的预测性能。预测结果表明,结构设定合理、训练算法选用适宜的BP人工神经网络模型能较好地反映SO2浓度的动态变化规律,具有可行性。     

2010—2016年上海城区臭氧长时间序列变化特征初探

基于2010—2016年上海城区近地面大气臭氧（O₃）的连续在线观测数据，研究了上海城区O₃长时间序列变化规律和污染特征.结果表明，近7年来上海城区O₃污染逐渐凸显，但总体以轻度污染为主，7—8月高温炎热季节以中度污染居多.城区O₃-8 h（臭氧日最大8 h滑动平均）年均增速为3.81 μg·m^-3·a^-1，99%和95%分位值增速较快，分别为6.65和4.94 μg·m^-3·a^-1；25%、50%和75%分位值的增速在3.06~4.45 μg·m^-3·a^-1之间.春季O₃浓度均值较高，年际变化小；夏季极值较高，且污染超标情况最为突出；秋季O₃浓度次于春、夏季，冬季最低；夏、秋和冬季O₃浓度总体呈上升态势.O₃日变化呈"单峰型"，最大值出现在13：00左右，且峰值逐年增加，污染持续时间变长，最小值出现在早晨7：00.城区O₃"周末效应"逐渐减弱.基于KZ过滤器方法的数据分析结果表明，上海城区O₃-8 h长期变化主要受O₃-BF（O₃-8 h的基准组分）影响；O₃-SF（O₃-8 h的天气影响组分）在5—9月对O₃-8 h影响较大，其范围为-98.85~139.60 μg·m^-3.     

融合时域卷积网络和深度自编码器的VOCs数据异常检测

为了提升挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)数据异常检测精度，提出一种基于时域卷积网络的深度自编码器(TCN-DAE)异常检测的半监督方法，以对VOCs等空气污染物质量浓度异常值进行精准的检测。首先，使用时域卷积网络(Temporal Convolutional Network, TCN)作为深度自编码器(Deep Auto-encoder, DAE)的隐藏层，利用深层网络结构对高维、多源的时间序列数据进行高效地特征提取和数据重构。然后，通过对比重构误差与核密度估计法确定的阈值进行异常检测，其中重构误差大于此阈值则视为异常。最后，选取西安市城六区的VOCs、空气质量和气象等时间序列数据进行试验。结果显示：基于时域卷积网络的深度自编码器模型对多源、高维的时间序列具有较强的异常检测能力，在准确率、F₁分数、受试者工作特征曲线下面积(Area Under Curve, AUC)等异常检测性能指标上均优于双向长短期记忆网络(Bidirectional Long Short-term Memory, Bi-LSTM)、长短期记忆网...     

主余震作用下典型六层RC框架结构易损性分析∗

为研究 RC 框架结构在主余震作用下的易损性，以一典型六层 RC 框架结构为例，基于增量动力分析法和易损性分析，进行不同主余震作用下 RC 框架结构不同性能状态下超越概率的对比分析。选取 10 条满足场地条件的地震记录作为输入，分别以反应谱加速度为强度指标（IM）、最大层间位移角为损伤指标（DM），对 IDA 曲线簇进行分位分析。依据地震强度指标建立概率地震需求模型，并根据已定义的结构性能水准对框架结构进行易损性分析。 结果表明：双向地震和主余震作用相对于单向主震作用都会增加结构的易损性指数；结构在遭遇地震强度 S_a（ T₁， 5%）=0.5g 时，余震造成易损性指数的上限值、平均值和下限值分别增幅 6.3%、8.5%、11.5%；双向地震相对于单向地震造成易损性指数的上限值、平均值和下限值分别增幅 15.5%、20.1%、32.5%。