分子生物学技术在污水处理微生物检测中的应用

对现代分子生物学技术在污水生物处理系统微生物检测和群落分析中的应用进行了系统总结,重点对应用较多的PCR技术、FLSH技术进行了介绍并对其优缺点进行了探讨.通过对生物处理系统中微生物检测和生态学研究,可以分析确定系统中功能微生物的数量,群体结构和活性,从而实现构建人工强化生态系统,提高废水生物处理效率的目的.分析认为,以DNA序列和相关的结构基因为基础的分子生物学技术已经在污水生物处理系统的种群分析方面得到了广泛和成功的应用,而且必将会对深入认识和优化污水生物处理过程,加快新工艺的开发和应用以及强化处理工艺的过程控制方面起到更大的作用.     

改良剂对土壤铜镉有效性和微生物群落结构的影响

以一次性添加木炭、石灰和磷灰石稳定化修复4年后的土壤为研究对象,探讨了土壤中铜镉有效性和土壤微生物群落结构的变化.结果表明,3种改良剂的添加提高了土壤pH值,降低了土壤交换性酸和交换性铝的含量,使铜镉由活性态向非活性态和潜在活性态转化,其中磷灰石和石灰的处理效果优于木炭处理; Biolog测试发现,培养192h,木炭、石灰和磷灰石处理土壤AWCD值(0.61、0.76和0.70)分别是对照的1.33、1.65和1.52倍;且Shannon和McIntosh指数均较对照有所提高,表现为:石灰 > 磷灰石 > 木炭,表明改良剂处理后增加了土壤微生物对碳源的利用能力,提高了其功能多样性.PCR-DGGE分析结果显示,改良剂处理后土壤细菌优势群的数量显著增加,木炭、石灰和磷灰石处理Shannon指数分别比对照提高了0.22、0.39和0.24.相关性分析表明,土壤酸度和重金属有效性是影响稳定化修复重金属污染土壤细菌结构多样性差异的主要因素.     

Effect of nutrient level on phytoplankton community structure in different water bodies

Increasing levels of pollution within water bodies can cause eutrophication and an associated rapid growth in and reproduction of phytoplankton. Although most frequently occurring in bodies of water such as lakes and dams, in recent years an increasing number of river systems in China have suffered serious algal blooms. The community structure of phytoplankton may differ, however, dependent on the hydrodynamic conditions and nutrient levels within the water body. The field investigation results obtained from a stagnant river in Suzhou City and Taihu Lake, China, showed that in water with higher concentrations of nitrogen and phosphorus, Chlorophyta became the predominant species and in water with lower concentrations of nitrogen and phosphorus, Cyanobacteria became the predominant species. Growth experiments with competitive species, Microcystis aeruginosa Kütz and Scenedesmus quadricauda (Turp.), were conducted at three different nutrient levels. The biomass of algae in pure and mixed cultures was measured under conditions of different N/P ratios at oligotrophic, eutrophic and hypertrophic nutrient levels. The results indicated that the most suitable state for the growth and reproduction of M. aeruginosa and S. quadricauda were eutrophic conditions in both pure and mixed cultures. Under competition, however, the lower medium nutrient levels favoured M. aeruginosa, while the higher medium nutrient levels better suited S. quadricauda. Under similar hydrodynamic conditions, the community structure of phytoplankton in the water body was determined by the dominant species in competition for nutrients.     

三峡工程三期蓄水初期长江口水域春季浮游动物群落特征及其与环境的关系

三峡工程于2010年10月26日达到三期正常蓄水位,为了研究三期蓄水后初期长江口的生态环境特征,于2011年4月对长江口水域24个站位进行了浮游动物的采集,分析了其种类、丰度、优势种及其与环境的关系.结果表明,调查海域共发现浮游动物97种(含20种浮游幼体),其中,桡足类33种,水母类13种,介形类5种,毛颚类5种,还有一些其它浮游种类.夜光虫和中华哲水蚤是该水域的绝对优势种.根据各站位浮游动物种类组成及其丰度,采用聚类分析法将该水域的浮游动物分为4组群落区域:外海高盐区、冲淡水和外海水混合区、长江口南支附近、长江口北支附近.物种丰度和多样性在空间分布上呈相反的趋势,在长江冲淡水和外海水的混合水域丰度最高,多样性指数最低.物种与环境的CCA(典范对应分析)显示,影响长江口春季浮游动物群落结构的主要环境因子为盐度、营养盐和水温.     

城市水体微塑料垂向分布下附着细菌群落结构和功能响应

微塑料作为环境微生物的附着载体已经引起了世界范围内的广泛关注.然而,水环境中微塑料往往呈现垂向分布特征,附着的细菌群落结构和功能是否会随之产生变化仍少见报道.因此,选取了水环境中常见的微塑料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)为研究对象,通过野外水体垂向暴露,结合高通量测序技术,探究微塑料垂向分布下附着的细菌群落结构变化和功能表达响应.结果表明,相较于PVC微塑料,附着于PET微塑料上的细菌群落α多样性更高;随着暴露水深的增加,附着于PET和PVC两种介质的细菌群落丰富度和多样性均随之增加,且深水条件下(90 cm),附着于两种微塑料的细菌α多样性指数均明显高于其在30 cm和60 cm的值.蓝藻门(Cyanobacteria)、变形菌门(Protobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia)为PET和PVC附着细菌群落的优势物种.进一步分析发现,深水环境明显改变了附着于微塑料的细菌群落结构.相关功能预测表明,嘧啶代谢、氨基糖和核苷酸糖的代谢、淀粉和蔗糖代谢和酰胺生物合成代谢功能表达与水深深度呈正相关性;深水条件...     

稀土元素对梅园主要土壤动物群落结构组成的影响

为阐明不同稀土处理对梅园土壤动物群落组成的影响,采用手拣法、干漏斗法和湿漏斗法对梅园各稀土处理区土壤动物群落组成进行系统调查,共得土壤动物标本8076个,隶属于4门15纲31目.其中昆虫纲物种最为丰富,有12目,占全部种群数的58.41%;;鞘翅目、膜翅目、蜱螨目、双翅目和弹尾纲等5种优势类群占土壤动物个体总数的81.44%.5种稀土处理区中,杂食性土壤动物功能团所占的比例均高于植食性功能团所占的比例,且杂食性土壤动物所占的比例依次为对照区(CK)(La处理区(下同)(Ce区(Pr区(Nd区(Sm区.不同浓度稀土处理区中土壤动物类群和个体数量均随着稀土浓度增加而减少,杂食性功能团所占的比例也高于植食性功能团所占的比例,且杂食性功能团所占的比例依次为对照区(CK)(25区(mg·kg-1处理区,下同)(50区(100区(500区(1000区(2000区(3000区.以Pr处理后的土壤动物物种数多,个体数量大,优势集中性指数高,优势物种优势性极明显,其它4种稀土在类群数、个体数、优势集中性指数和优势类群优势性和Pr规律基本相同,依次为Nd、Sm、Ce和La,但均比CK小.因此,5种稀土及其不同浓度处理区土壤动物群...     

短泥龄活性污泥系统碳磷污染物去除机制及微生物结构分析

在污泥停留时间（SRT）为3 d的条件下,探究了不同水力停留时间（HRT）条件下（4、6、8、12和16 h）的超短龄活性污泥系统碳、磷去除效果、机制,以及微生物群落结构特征.结果表明,在HRT=8 h及以上时短活性污泥系统才会有稳定的碳、磷去除效果,去除率分别能达到80%和90%以上;去除机理为吸附和生物作用,但COD和磷以吸附的方式去除比例随HRT的延长而减小,分别从47.2%和89.1%降低至35.9%和33.6%.微生物群落结构分析表明,短SRT系统中主要的优势微生物种类与传统活性污泥系统相似,除磷由传统聚磷菌（PAOs）和反硝化聚磷菌（DPAOs）共同完成,相对丰度随着HRT的延长而增加.     

丝状菌膨胀污泥好氧颗粒化稳定性及微生物多样性

丝状菌作为污水生物处理中的常见菌种,被认为是诱发污泥膨胀的主要因素.然而由于其特殊的丝状形态,对污泥颗粒的形成起到了至关重要的作用.以丝状菌膨胀污泥为研究对象,探究丝状菌对污泥颗粒化过程及维持污泥颗粒稳定性的影响,并对污泥系统微生物多样性进行分析.试验分别接种丝状菌膨胀污泥(SVI=241.56 mL·g^-1)和絮状污泥(SVI=64.22 mL·g^-1)进行颗粒化培养,结果表明,膨胀污泥和絮状污泥颗粒出现时间分别为20 d和40 d,成熟颗粒粒径分别为650μm和700μm,膨胀污泥颗粒化时间仅为絮状污泥的一半.缺氧区添加后,颗粒都有不同程度破碎,但膨胀污泥培养的成熟颗粒SV₃₀/SV₅值短期波动后恢复至1,维持稳定性能力更强.微生物群落结构分析表明,膨胀污泥中norank＿o＿＿Saccharimonadales、unclassified＿o＿＿Saccharimonadales和unclassified＿f＿＿Saccharimonadaceae相对丰度从0.05%、0.01%和0.01%增长...     

农田对太子河大型底栖动物群落的影响

为研究农田对大型底栖动物的影响,以太子河南、北支为例,应用无度量多维标定分析(NMS)和典范对应分析(CCA),探讨大型底栖动物群落对农田的响应.研究发现:太子河北支物种组成以摇蚊科为主,其次是毛翅目和蜉蝣目,而積翅目相对多度较少;在南支则以蜉蝣目、積翅目和毛翅目物种为主,摇蚊科相对多度有所下降;北支主要的功能摄食类群是直接收集者和过滤收集者,刮食者和捕食者较少,撕食者几乎没有,南支各类功能摄食类群均有出现,直接收集者和刮食者较多.太子河南、北支的水温、pH值、电导、悬浮物(SS)、总溶解性固体(TDS)和总氮(TN)存在显著差异,其中北支的水温、电导和TDS显著高于南支;两条支流的水体均为弱碱性水质,南支的pH平均值高于北支;北支的SS和TN略高于南支.利用CCA开展土地利用因素对水质影响分析的总体结果表明,在河段和河流廊道尺度,农田面积比对第一轴的贡献率最高,分别为-0.76和-0.79,且水质要素-土地利用相关性在河流廊道尺度上为0.84,而在河段尺度上为0.71.对土地利用类型和物种的CCA分析可以看出,农田、河滩、居民用地方向多为耐污和中度耐污类群,且沿农田方向物种分布较少.而与此相反的,和旱田轴相反的第四象限内多为四节蜉科(如B.bicaudatus)等敏感类群.     

三峡库区蓄水期和非蓄水期附石藻类群落变化及其影响因子分析

以三峡库区重庆段奉节地区草堂河、梅溪河和大溪河三条支流为研究区域,对蓄水期和非蓄水期库区支流的非回水区和回水区(常年回水区和变动回水区)附石藻类组成及其相关环境因素进行分析.结果表明,3条支流共发现附石藻类103种,隶属4门45属,非回水区67种,隶属3门34属,回水区82种(常年回水区64种,变动回水区41种),隶属4门34属.蓄水期,非回水区优势种为变异直链藻、扁圆卵形藻、普通等片藻、锉刀布纹藻和巨颤藻,回水区优势种为变异直链藻、近缘桥弯藻、普通等片藻、高山立方藻和颗粒直链藻;非蓄水期,非回水区优势种为变异直链藻、近缘桥弯藻和扁圆卵形藻,回水区优势种为巨颤藻、岩栖颤藻、美丽颤藻、尖针杆藻、丝藻、优美平裂藻和小颤藻,表明非蓄水期不同河段优势藻种差异显著,而蓄水期不同河段优势藻种差异较小;非回水区不同时期优势藻种无明显差异,在非蓄水期常年回水区和变动回水区优势种属差异相对较小,而蓄水期差异较大.冗余(RDA)分析表明,附石藻类组成变化是温度、电导率(SPC)、p H、总氮(TN)和总磷浓度(TP)等环境因子共同作用的结果,各样点优势藻种细胞密度变化主要受氮、磷元素浓度变化的影响.这些结果表明库区不同水文情势不仅影响支流水体环境,而且对底栖藻类组成变化起着重要的作用.