好氧-厌氧污泥耦合白腐真菌单元对焦化废水的处理

白腐真菌因能分泌胞外木质素降解酶降解难降解有机污染物,而在难降解有机废水处理中具有巨大应用潜力.其研究常采用白腐真菌直接处理废水,很少关注常规生物法耦合白腐真菌的处理方式.基于此,分别采用白腐真菌和好氧-厌氧污泥耦合Phanerochaete Chrysosporium处理焦化废水以考察后者的可行性.在好氧-厌氧污泥耦合P.chrysosporium的处理中,仅采用3 d的处理时间,好氧-厌氧污泥可将6097 mg·L~(-1)的COD和351 mg·L~(-1)的氨氮分别降至1634~1684 mg·L~(-1)和102~117 mg·L~(-1);进而固定化P.chrysosporium将COD和氨氮再次分别降至1322~1372 mg·L~(-1)和16~62 mg·L~(-1).最终COD和氨氮的去除率分别达77%~78%和82%~95%,这表明:好氧-厌氧污泥耦合P.chrysosporium处理焦化废水可在更短的处理周期完成比直接采用白腐真菌处理更好的处理效果,此思路合理可行.     

选择性抑制技术测定活性污泥细菌、真菌活性分布的适用性分析

以葡萄糖为唯一碳源,采用放线菌酮和硫酸链霉素作为真菌、细菌抗生素以抑制其活性,以基质诱导耗氧速率为考察指标,以好氧污泥、土壤污泥以及厌氧污泥为研究对象,对选择性抑制技术测定活性污泥中细菌、真菌分布的适用性进行了系统评估.随抗生素的投加,好氧污泥和土壤污泥的耗氧速率减小,厌氧污泥的耗氧速率反而增大,此方法对厌氧污泥不适用.当放线菌酮为1mg/g、硫酸链霉素为2mg/g时,抗生素对好氧污泥的抑制功效即D值为1,但并不能通过改变投药量使土壤污泥D值接近于1,说明所用抗生素对好氧污泥活性具有选择性抑制作用,而对土壤污泥活性抑制不具选择性.结果表明,选择性抑制技术能够用于测定好氧活性污泥中细菌和真菌的数量分布,但也存在着抗生素抑制作用失效、不完全抑制和实验结果精确度不高等问题,因此需要在抗生素选择、微生物活性指标选择等方面进行更深入的研究.     

丛枝菌根真菌对不同含盐量湿地土壤中芦苇生长的影响

采用温室盆栽实验的方法,研究接种Claroideoglomus etunicatum(CE)、Rhizophagus intraradices(RI)、Funneliformis mosseae(FM)和Glomus versiforme(GV)对非盐渍化和盐渍化湿地土壤上芦苇(Phragmites australis)菌根侵染率、生物量、矿质营养吸收、C∶N∶P生态化学计量比和Na+、Cl-含量的影响,旨在为我国湿地生态系统的生态恢复和盐碱化修复提供理论依据和技术支持.结果表明,在2种湿地土壤上4种AM真菌的平均菌根侵染率为2.5%~38%,接种CE的侵染率显著高于其它接种处理;盐渍化湿地土壤上芦苇菌根侵染率与非盐渍化湿地土壤间无显著性差异,非盐渍化湿地土壤芦苇生物量、矿质营养元素的吸收显著高于盐渍化湿地土壤,而Na+和Cl-的含量显著低于盐渍化湿地土壤.对于非盐渍化湿地土壤,接种GV处理显著增加了芦苇地上部的干重,促进了芦苇地上部对N、P、K、Ca和Mg等5种营养元素的吸收,接种GV和RI则显著促进了芦苇根部对P和K的吸收;4种接种处理显著降低了芦苇地上部N∶P,接种FM和GV显著降低了根部C∶N和C∶P;4种接种处理也显著降低了芦苇地上部Cl-的含量,接种RI处理显著降低了芦苇地上部Na+的含量.对于盐渍化湿地土壤,4种接种处理对芦苇生物量、矿质营养吸收和Na+、Cl-的含量均没有显著性影响.结果也表明,AM真菌对于不同含盐量湿地土壤芦苇生长的影响表现出不同的菌根效应,在非盐渍化湿地土壤上对芦苇生长的有益作用明显好于盐渍化湿地土壤.应结合相应的技术措施进一步通过野外实地实验筛选接种效果好的AM真菌菌种,探讨菌根技术对不同含盐量湿地土壤上芦苇生长的实际作用.     

湿生环境中丛枝菌根(AM)对香蒲耐Cd胁迫的影响

湿生植物在城市景观绿化和美化中应用越来越多,但也经常遭遇环境污染胁迫的问题.大量研究证实丛枝菌根(AM)可提高陆生植物耐受环境污染胁迫的能力,但对湿生植物的影响却鲜有认识.通过水培实验,探索接种AM真菌(Glomus etunicatum)对香蒲(Typha latifolia)耐受Cd2+(0、2.5、5.0 mg·L-1)胁迫的影响,旨在为评估菌根技术能否用于提高湿生植物抗耐环境污染胁迫的能力提供参考.结果表明,在湿生环境中AM真菌可与香蒲建立良好的共生关系,侵染率高于30%,但菌根化香蒲移入水溶液1个月后侵染率均呈下降趋势,最大下降25.5%(P0.05).AM增加了香蒲子叶的色素含量和POD酶活性,提高了根系的泌氧速率,但仅显著促进了5 mg·L-1Cd2+下香蒲的生长.虽然高浓度Cd2+抑制了香蒲的生长且侵染率下降,但AM仍能促进两个Cd2+浓度下香蒲对Cd的吸收,地上、地下部Cd含量最大增加40.24%和56.52%.本研究表明,AM具有增强湿生植物抗耐和修复环境重金属污染的潜力.     

外生菌根真菌Xerocomus chrysenteron产漆酶能力及其对外加DDT和重金属的响应

为评价外生菌根真菌红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)在不同营养条件和污染条件下产漆酶的能力,采用改良的Kottke营养液培养法研究了不同碳氮比、DDT处理和重金属处理对X.chrysenteron漆酶活性的影响,探讨了不同处理对漆酶活性的影响机制。结果表明:(1)X.chrysenteron漆酶粗酶对底物ABTS的米氏常数Km值为0.038 mmol·L-1。在接种X.chrysenteron后,漆酶活性的峰值出现在菌丝生长的稳定期,静置培养63 d后漆酶活性可达118 U·L-1。在静置和振荡条件下,X.chrysenteron在改良的Kottke营养液中的最大产漆酶量均为157 U·L-1,振荡培养不能提高最大漆酶产量。高的碳氮比条件下(葡萄糖与(NH4)2HPO4质量浓度之比为20)可以获得较大的漆酶活性。(2)在培养的第54天,1 mg·L-1 DDT和5 mg·L-1DDT处理的培养基中的漆酶活性相比对照分别提高了0.5倍和1倍,显示出DDT对产漆酶的诱导作用。(3)低浓度(1 mmol·L-1)的不同重金属对X.chrysenteron漆酶活性有不同的影响,在培养的第54天,Cu和Cd能够将漆酶活性分别提高2.6倍和0.3倍,Mn对漆酶活性没有明显的影响,Zn降低了漆酶活性,Hg则完全抑制了漆酶活性。高浓度的Cu(5 mmol·L-1)对漆酶活性的提高不明显,而高浓度的Cd(5 mmol·L-1)则降低了漆酶活性。重金属对X.chrysenteron漆酶活性的影响机制可能包括通过对漆酶基因的诱导或抑制,以及对菌丝生物量的影响,进而对漆酶活性产生影响。研究表明,高的碳氮比、适当质量浓度的DDT处理及低浓度的Cu、Cd处理均能促进X.chrysenteron产漆酶,显示出其在POPs和重金属复合污染环境下对POPs的降解潜力。     

丛枝菌根真菌(AMF)对铯胁迫宿根高粱生长及根际土壤酶的影响

通过盆栽试验研究了接种透光球囊霉(Glomus diaphanum)、摩西球囊霉(Glomus mosseae)、地表球囊霉(Glomus versiforme)及幼套球囊霉(Glomus etunicatum)等4种丛枝菌根真菌(AMF)对铯污染下宿根高粱生长及根际土壤酶活性的影响.结果表明,与未接种对照相比,接种AMF处理均显著增加了宿根高粱的株高和根长,同时增强了过氧化氢酶、蔗糖酶活性及根系活力(P0.05),且以接种G.etunicatum增强效果最好,上述酶活性和根系活力分别相当于对照的1.11、2.25和4.04倍,而接种Glomus diaphanum最显著增强了酸性磷酸酶活性,使其提高了24.53 mg·g-1·d-1·FW(P0.05),宿根高粱对铯的耐性指数均高于对照,说明AMF在一定程度上能缓解铯污染胁迫对根际土壤酶的抑制作用,进而减轻核素铯对植物的毒害;接种AMF处理显著抑制了脲酶活性,表明脲酶可作为反应土壤核素铯污染的一个有效指标.同时也表明AMF有效地增强了宿根高粱对核素铯的耐性能力.     

AMF对铯胁迫下宿根高粱根系AsA-GSH循环的影响

通过盆栽试验研究了Glomus geosporum,G.mosseae,G.versiforme,G.etunicatum以及G.diaphanum等5种丛枝菌根真菌(AMF)对核素铯污染胁迫下宿根高粱根系抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环的影响。结果表明,接种G.mosseae,G.versiforme和G.etunicatum处理显著增加了核素铯污染胁迫下宿根高粱根系还原性抗坏血酸(As A)和还原性谷胱甘肽(GSH)含量,同时,3种处理还显著提高了As A/DHA和GSH/GSSG比值;另外,5种菌根处理均提高了As A-GSH循环酶活性,其中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、双脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)以G.mosseae处理效果最好,其活性分别相当于对照的4.74,3.63和2.34倍,而单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性以接种G.versiforme处理增加最大,与对照相比增加了2.39 U/g FW,说明AMF能促进铯污染下宿根高粱根系As A-GSH循环快速有效地运转,增强植物耐核素铯的能力。     

镉污染土壤的微生物修复稳定性的酸性淋溶研究

利用分离得到的对镉具有吸附功能的两株真菌菌株对镉污染土壤样品进行微生物修复治理,并通过酸性淋溶实验模拟自然界酸雨来评价治理效果是否稳定。考察不同p H值的酸性淋溶实验对微生物修复后土壤的p H和镉含量是否产生影响。结果发现,在近80 d的三种不同p H值的淋溶液的酸性淋溶实验中,经过微生物修复处理后的土壤样品,p H值和镉有效态含量都比较稳定,而空白对照组则出现了大量波动和瞬时峰值的现象。     

转Cry1Ac基因抗虫棉与其亲本棉花根际真菌多样性的比较

在温室条件下,利用PCR-DGGE技术和Q-PCR技术分析了两种转Cry1Ac基因抗虫棉及其亲本棉花在不同取样时期的根际真菌多样性和生物量的动态变化情况,以评价其生态安全.结果表明,转Bt基因棉与对照棉根际真菌优势条带组成在不同的取样时期极为相似,三者间差异条带多为不清晰的条带.转Bt棉SGK321根际真菌的生物量在苗期明显低于亲本对照,转Bt棉XP188根际真菌的生物量在花铃期较对照有轻微降低,其它时期两种转Bt棉根际真菌生物量没有显著降低,甚至还有增加的趋势.不过根际真菌群落结构的改变和生物量的差异不仅存在于转基因棉和其亲本对照棉之间,它同样存在于对照棉SHIYUAN321和JM20之间以及转基因棉SGK321和XP188之间.可见Bt并不是造成转基因棉和非转基因棉根际真菌群落结构差异、多样性改变和生物量减少的唯一诱因,品种的不同也对它们也有影响.     

接种丛枝菌根真菌对蜈蚣草吸收铀的影响

采用盆栽土壤实验,模拟铀(uranium,U)污染土壤,以蜈蚣草(Pteris vittata L.)为研究材料,每盆接种丛枝菌根真菌地表球囊霉(Glomus versiforme,Gv)30 g,探索蜈蚣草菌根对U污染土壤不同时间段的修复效果.结果表明,蜈蚣草菌根侵染率2013年9月最低为57.14%,2014年3月最高为75.20%,呈先上升后下降的年周期变化规律;同一时期蜈蚣草的生物量(干重)Gv组显著高于CK组,根系最为明显;接种Gv组蜈蚣草各器官总U含量均显著高于CK组,且被吸收的U主要固定在根部,Gv组根部总U含量均高于同一时期CK组;接种Gv组基质中总U含量小于CK组,其中接种Gv后蜈蚣草对铁锰氧化态和硫化物态U的吸收效果最好;基质中各形态U随培养时间的延长含量均呈下降趋势.接种Gv组比CK组富集系数大,且均大于1;菌根侵染率与富集系数呈显著正相关关系.以上结果说明接种Gv促进蜈蚣草对U的吸收,因此,蜈蚣草丛枝菌根真菌共生体对治理U污染土壤有良好的应用前景.