西安市典型景观水体水质及反硝化细菌种群结构

选取西安市区6个典型景观水体作为研究对象,在分析景观水体水质指标的基础上,运用Illumina高通量测序技术对景观水体中的nirS型反硝化细菌种群结构和多样性进行诊断,以期探明景观微污染水体水质与反硝化细菌种群结构多样性的偶联机制.结果表明,丰庆公园和劳动公园水体属于劣V类水,而曲江池、木塔寺生态遗址公园、新纪元公园水体符合V类水质标准,永阳公园水体符合Ⅳ类水标准.总氮从1.21~6.50 mg·L~(-1)(P0.05),永阳公园水体总氮最低,丰庆公园最高.劳动公园水体总磷含量最高,为0.10 mg·L~(-1),曲江池总磷最低,为0.02 mg·L~(-1)(P0.05).劳动公园水体氨氮为曲江池和丰庆公园的4.44倍(P0.01).Illumina高通量测序结果表明6个景观水体中nirS型反硝化细菌优势种属差异显著,副球菌属(Paracoccus sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、红长命菌属(Rubrivivax sp.)为优势菌群.主成分分析(PCA)表明来自新纪元公园和木塔寺公园水体的nirS型反硝化细菌种群结构主要受水体NH_4~+-N和高锰酸盐指数含量的调控,而NO_3~--N、NO_2~--N、TN、TP和DO对劳动公园和丰庆公园水体的nirS型反硝化细菌的种群结构影响显著;水体pH对永阳公园的nir S型反硝化细菌的种群结构影响显著.结果表明,西安市典型景观水体nir S型反硝化细菌的种群结构受不同水质指标的综合调控.     

黄土高原不同植被类型下土壤细菌群落特征研究

研究黄土高原不同植被类型对土壤细菌微生物多样性的影响,对发挥土壤潜在肥力、了解土壤健康状况,实现植被的管理与可持续利用有着重要的意义.本文选取黄土高原4种草原植被与4种乔木林植被的表层土壤(0~5 cm)为研究对象,利用第二代高通量测序技术454 Hi Seq对其进行16S r DNA V1~V3可变区的高通量测序,分析土壤细菌的Alpha多样性、物种组成和丰度,并研究土壤性质对细菌群落结构的影响.结果表明,所测土壤样品中共检测到细菌的36个门,84个纲,187个目,优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes),主要的优势菌纲为放线杆菌纲(Actinobacteria)、α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、β-变形菌纲(β-Proteobacteria)、浮霉菌纲(Planctomycetacia).草原植被土壤分布更多的是Actinobacteria,森林植被土壤分布更多的是Proteobacteria.Proteobacteria与土壤有机质、全氮、全磷呈显著的相关性,其相对丰富度主要受土壤碳氮磷含量的限制.Actinobacteria的生长主要受土壤pH、水分和土壤有机质的影响.通过RDA分析发现,影响黄土高原土壤细菌分布的主要土壤因子是土壤水分,这些结果丰富了黄土高原土壤微生物多样性的理论知识,而且可为黄土高原植被恢复模式的选择提供理论依据.     

利用好氧颗粒污泥持续增殖启动高性能亚硝化反应器

为了考察亚硝化颗粒污泥(NGS)的持续增殖能力,向柱状序批式反应器(SBR)内接种极少量种污泥,在130 d内,将氨氮容积负荷(NLR)从0.74 kg·(m~3·d)~(-1)提高到6.66 kg·(m~3·d)~(-1),成功使反应器内污泥浓度(MLSS)从0.1 g·L~(-1)增长至11.8 g·L~(-1),对应的亚硝态氮累积负荷从0.4 kg·(m~3·d)~(-1)升至4.9 kg·(m~3·d)~(-1).当NLR低于4.44 kg·(m~3·d)~(-1)时,反应器内粒径200μm的污泥数量明显增多,颗粒平均粒径大幅减小.当NLR继续提高时,颗粒平均粒径的增长过程遵循修正的Logistic模型,其比增长速率k值约为0.022 9 d-1.在运行期间,较高的游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)浓度能够对亚硝酸盐氧化菌(NOB)起到联合抑制作用,这使得出水中亚硝态氮累积率(NAR)始终高于80%.上述实验结果将为工业化高效NGS反应器的启动操作提供重要参考.     

堆肥-生物强化对重度石油污染土壤的修复作用

为解决微生物强化修复油污土壤过程中降解菌在低温环境下活性较低的问题,利用有机堆肥作为固体培养基对降解菌进行扩大培养,将获得的降解菌-堆肥制剂施入油污土壤中进行修复研究.利用重量法和GC-MS分析土壤中石油烃含量变化,利用Illumina Mi Seq对土壤微生物群落结构进行分析.结果表明,利用堆肥作为固体基质可对降解菌进行扩大培养.低温环境下利用堆肥-降解菌制剂对油污土壤修复30 d,土壤中石油烃、烷烃、多环芳烃去除率分别为27.0%、19.6%、10.0%;自然放置的土壤中3种烃去除率分别为4.5%、9.5%、2.3%.加入降解菌-堆肥制剂进行修复的土壤香农指数和Ace指数分别由4.42和1718.5增加为5.30和2170.5;土壤中变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)所占丰度由53.4%和25.9%分别降低至48.9%和14.1%,拟杆菌门(Bacteroidetes)所占丰度由5.0%增加至24.5%.属水平上,不动细菌属(Acinetobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)所占丰度由0.02%和3.4%分别提高至15.2%和4.6%.研究结果表明,在低温条件下向石油污染土壤中施入降解菌-堆肥制剂可提高土壤中的石油烃去除率,并使土壤微生物群落结构发生明显变化.     

利用高通量测序对封存CO2泄漏情景下土壤细菌的研究

全球CO2浓度不断升高的背景下,地质封存CO2为控制大气CO2浓度上升提供了全新的思路,但封存CO2潜在的泄漏风险也对生态系统产生重大威胁.土壤微生物与土壤健康密切联系.鉴于目前地质封存CO2泄漏对土壤微生物影响的研究鲜有报道,本研究通过模拟地质封存CO2泄漏情景,利用Miseq平台Illumina第二代高通量测序土壤细菌16S rRNA基因,结合相关生物信息学分析,初步探讨了封存CO2泄漏情景下农田土壤细菌群落丰富度、多样性和群落结构的变化.试验共获得15个土壤样本的43 017个OTU共486 645条读数,生物学分析结果表明,封存CO2泄漏通量和时间不同的情景下,农田土壤细菌丰富度和细菌群落多样性的变化存在差异,初步推测CO2泄漏量增大和泄漏时间持续更长的情景下,土壤细菌丰富度和多样性下降幅度较大,土壤细菌群落中优势菌群向若干细菌集中,其中土壤酸杆菌门细菌相对增多可能作为地质封存CO2泄漏对土壤生态系统影响的生物监测指标.     

疏水性石油烃降解菌的PCR测序及营养平衡研究

细胞表面疏水性是在研究细胞黏附物体表面领域最值得研究的细胞表面特性,研究表明其对疏水性有机物的去除率呈相关性。文章在对疏水性石油烃降解菌HDB-1生理生化特征、疏水能力及降解能力研究的基础上,继续对其16SrDNA序列进行分析,同时对其的营养平衡进行讨论。实验表明,PCR测序与细胞分类法得到的结果一致,菌株HDB-1属于假单胞菌属细菌(Pseudomonas),氮、磷则是影响HDB-1菌降解石油的限制因素。     

序批式反应器运行过程中动态生物膜阻力分析

以水力学知识为基础,通过试验研究序批式反应器运行过程中动态生物膜滤饼层阻力、凝胶层阻力以及膜基材固有阻力的变化规律,结果表明:序批式反应方式导致动态生物膜各部分阻力及相应贡献率有明显的变化;动态膜处于浸没状态时,阻力主要来自滤饼层,贡献率为52.4%,出水过程中随着膜组件逐渐露出水面,动态膜总阻力依次变小,滤饼层阻力减小,贡献率最终降为5.46%,而凝胶层阻力却增大,贡献率增至44.9%,完全出水时,膜基材固有阻力成为生物膜主要部分,贡献率为69.1%;MLSS在4 700～9 400 mg/L范围内,动态膜阻力基本保持稳定;高气水比和低污泥浓度可以显著降低动态生物膜运行阻力。     

Effect of methamidophos on soil fungi community in microcosms by plate count, DGGE and clone library analysis

Methamidophos was widely used a pesticide in northern China. The potential influences of methamidophos on soil fungal community in black soil were assessed by plate count, 28S rDNA-PCR-DGGE, and clone library analysis. Three methamidophos levels (50, 150, and 250 mg/kg) were tested in soil microcosms. Results from plate count during a 60-d microcosm experiment showed that high concentrations of methamidophos (250 mg/kg) could significantly stimulate fungal populations. DCGE (denaturing gradient gel electrophoresis) fingerprinting patterns showed a significant difference between the responses of culturable and total fungi communities under the stress of methamidophos. Shannon diversity indices calculated from DGGE profiles indicated that culturable fungi in all microcosms with methamidophos treatment increased after 1 week of incubation. However, the diversity indices of total fungi decreased in the first week, as compared to the stimulation of culturable fungi. At the 8th week, however, all the microcosms treated by methamidophos were similar to the control microcosms in community structure as suggested by the Shannon diversity indices for both culturable and total fungi. In contrast, after 1 week the fungal structure of culturable and unculturable both were disturbed to different extent under the stresses of methamidophos by clustering analysis. Clone sequencing analysis indicated the stimulation of pathogenic and unculturable fungal populations by methamidophos treatment, suggetsing potential risks of plant disease outbreak.     

膜序批式反应器运行特性研究

膜生物反应器采取序批式运行方式,实验室人工配水,系统不排泥,运行220d。结果表明,系统对COD、氨氮的去除率均在96％以上,细菌胞外多聚物（EPS）以蛋白质为主,污泥浓度达到10g／L以上,污泥沉降性能得到改善时,跨膜压力（TMP）呈缓慢增长趋势,出现了相当数量的纤毛虫、轮虫等原后生动物。     

ABSBR反应器水力混合特性的研究

文章根据因次分析方法推导出ABSBR反应器水力混合特性的无因次准则,并对反应器水力混合特性进行了实验研究。