磺胺嘧啶对纯膜MBBR氨氧化性能及氨氧化菌群的影响

通过向NH₄⁺-N质量浓度为30 mg·L⁻¹的合成废水中投加不同剂量磺胺嘧啶(SDZ)(0、1、3、5、7和10 mg·L^–1),比较了SDZ浓度对一台60 L单级纯膜移动床生物膜反应器(pure MBBR)的氨氧化速率、amoA基因丰度和氨氧化细菌(AOB)种群结构的影响,揭示了磺胺嘧啶对纯膜MBBR系统中氨氧化作用的影响机制。结果表明：1~3 mg·L^–1的SDZ显著提升了纯膜MBBR系统的氨氧化速率(P<0.05),出水${\rm{NH}}_4^{+} $-N质量浓度可降低至(0.19±0.10) mg·L^–1;5~10 mg·L^–1的SDZ仍能促进${\rm{NH}}_4^{+} $-N去除,但氨氧化速率变化相对平缓。相比于氨氧化古菌(AOA),AOB为纯膜MBBR氨氧化的主导者,AOB amoA基因丰度是AOA amoA基因丰度的12.2~168.5倍。1~10 mg·L^–1的磺胺嘧啶暴露显著抑制了AOB amoA基因丰度(P<0.05),但能有效刺激AOA amoA基因丰度上调(P<0.05)。高通量测序结果表明,添加磺胺嘧啶改变了AOB的种群多样性及结构,且1~3 mg·L^–1的SDZ能显著促进AOB种群多样化和亚硝化螺菌属(Nitrosospira)生长(P<0.05)。SDZ对氮源的补充、对AOB与AOA丰度占比的改变、对微生物耐药性的促进以及对AOB种群结构的干扰是其影响纯膜MBBR氨氧化过程的主要机制。     

典型氢氧化细菌固碳特性种间差异及胞外有机物对固碳过程影响

化能自养细菌对全球CO₂固定具有重要的意义.研究了4种典型氢氧化细菌（HOB,分别是Alcaligenes hydrogenophilus DSM 2625、Pelomonas saccharophila DSM 654、Variovorax paradoxus DSM 30034和Acidovorax facilis DSM 649）的固碳特性及其种间差异性,并探究了胞外游离有机碳（EFOC）对不同种类HOB固碳效率差异性的影响.结果表明：①不同HOB自养培养过程中表观固碳量随时间呈显著差异性,其中,DSM 2625生长速度较快,其平均固碳量分别是DSM 654、DSM 649和DSM 30034的6.30、8.76和7.02倍.②不同HOB之间cbbL基因转录量与 表观固碳量的相关系数为0.980 （p<0.05）,cbbL基因转录量是造成不同菌种之间表观固碳效率差异的关键因素.③HOB细胞蛋白质含量与cbbL基因丰度和转录量之间也存在显著正相关,相关系数分别为0.999（p<0.01）和0.976（p<0.05）,即化能自养细菌CO₂同化途径所固定的有机碳进一步参与细胞蛋白质的合成,进而影响其生长速度和表观固碳效率.④HOB在自养培养过程中产生的EFOC对cbbL基因转录效率产生反馈抑制作用,且不同HOB之间,EFOC/TOC比例越低,表观固碳效率越高.     

利用16S rRNA高通量测序技术考察温度对生物脱氮硝化过程中亚硝酸盐氧化菌代谢功能的影响

为探究温度对生物脱氮硝化过程微生物代谢及功能基因的影响,采用16S rRNA高通量测序技术,以富集的亚硝酸盐氧化菌(NOB)为研究对象,考察了活性污泥系统硝化过程中菌属与比亚硝酸盐氧化速率(SNiOR)的相关性。通过LEfSe分析筛选出3种温度(25、35和40℃)条件下的生物标记物,并利用KEGG数据库解析了微生物的代谢功能、氮代谢相关酶类型及相对丰度。结果表明,在3种温度条件下,NOB富集系统内的Nitrospira是SNiOR的唯一影响因子,且两者呈现显著的正相关性,Spearman相关系数(ρ)为0.95。此外,在温度条件为25、35和40℃时,分别筛选出14种、6种和8种生物标记物,显著优势菌分别是Xanthomonadales目、Sphingomonadales目和Gammaproteobacteria纲。以上结果说明：温度对微生物的代谢功能具有一定程度的影响,低温有利于碳水化合物代谢、能量代谢;较高温度会抑制能量代谢,NOB丰度降低;随着温度的升高,亚硝酸盐氧化还原酶(nxr)类基因(nxrA和nxrB)的数量基本保持不变。     

营养物质对铜绿微囊藻生长和藻际细菌的影响

菌-藻"体系在水生态平衡中发挥重要作用,为探明蓝藻水华时期的菌藻关系,研究了原位营养刺激后藻际微生物对铜绿微囊藻生长的影响.结果表明,LB培养基可抑制铜绿微囊藻生长,抑藻率为86.49%;而乙酸钠、葡萄糖和柠檬酸钠可促进藻细胞生长,增长率均在50%以上.对LB培养基和蛋白胨刺激后的藻际细菌进行溶藻菌的筛选,共分离出6株具有强效抑藻作用的菌株,其中Bacillus sp.A1抑藻率高达97.55%.16S rRNA高通量测序表明,向铜绿微囊藻中投加营养物质均可改变藻际细菌群落结构并增加物种丰富度,添加LB培养基和蛋白胨可促使藻际细菌群落数量剧增.生理生化响应表明,藻细胞受LB培养基和蛋白胨胁迫后,活性氧（ROS）水平和丙二醛（MDA）含量激增,细胞氧化损伤严重;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性先急剧上升后下降,抗氧化酶系统受损.扫描电镜显示,LB培养基可使藻细胞逐渐萎缩,最终破碎;而藻际细菌显著增多.因此,在蓝藻水华暴发的水体进行适当的外部营养刺激可在一定程度上实现溶藻菌原位抑藻.     

碳酸氢钠对短带鞘藻-活性污泥共生体系在城镇污水脱氮除磷中的促进作用

藻菌共生技术在污水处理中具有高效低耗、资源可利用等特点.目前,我国城镇污水厂中进水COD普遍偏低,影响了出水一级A(GB 18918-2002)提标改造中脱氮除磷的效果.在构建短带鞘藻-活性污泥共生体系的基础上,采用补充外加碳源促进其对城镇污水的脱氮除磷效果.结果表明,短带鞘藻-活性污泥共生体系的优化工艺条件为藻菌干重...     

石油烃降解菌的筛选及其降解特性研究

从连云港某废弃化工厂污染土壤中分离筛选高效石油烃降解菌株,研究菌株的生理生化特征并对其进行测序和种属鉴定,采用单因素试验对菌株降解柴油的环境因子进行分析。结果表明：从污染土壤中共分离出柴油降解菌株4株,经过测序及同源比对,与该4株菌株同源性最高的分别为阴沟肠杆菌（Enterobacter_cloacae,HY1）,肺无色杆菌（Achromobacter_pulmonis,HY2）,台湾假单胞菌（Pseudomonas_taiwanensis,HY3）,铜绿假单胞菌（Pseudomonas_aeruginosa,HY4）,同源性均达98%以上;4株菌株具备不同的产表面活性剂能力和柴油降解能力,其中菌株HY1和HY2对柴油的降解率最高,当柴油浓度为0.5%,处理时间为20 d时,二者对柴油的降解率均达37%以上;通过单因素试验对降解条件进行优化后,发现在柴油浓度为0.5%,降解时间为8 d时,菌株HY2和HY1最佳降解条件是初始pH为7,摇床转速为180 r/min,接种量为3%~4%,此时,二者对柴油的降解率分别为40.15%和43.87%。本研究可以丰富石油烃降解菌的菌种信息,为石油烃污染土壤修复提供菌种资源及数据支持。

     

不同碳源下缺氧/好氧连续流系统生物除磷效果及其机理

为了考察前期发现的以淀粉为唯一碳源、缺氧好氧生物脱氮系统对含多种有机物的废水中磷的脱除,在以淀粉为唯一碳源、已能稳定生物除磷(除磷率达72％)的缺氧好氧连续流生物脱氮系统中,改变进水碳源组成及浓度,测定了系统对磷去除的变化、分析了系统除磷与进水碳源的关系.结果 表明,在进水中淀粉浓度保持为400 mg·L-1(以COD...     

不同生境来源硝化细菌群对氨氮的去除性能

硝化细菌是微生物脱氮的关键功能菌群之一,筛选优质硝化细菌对于强化微生物脱氮具有重要意义。将河流沉积物、土壤自然环境和市场售人为环境3种生境来源的硝化细菌功能进行比较研究,并利用分子生物学手段分析了硝化细菌群落结构。结果表明,沉积物生境中硝化细菌的活性以及耐氨氮、pH和盐度等环境因子的能力高于土壤和市售硝化细菌。利用MPN-PCR法和克隆文库分析法对各生境硝化细菌丰度及群落结构组成进行分析,发现沉积物生境中硝化螺旋菌(Nitrospira)生物量较高,促使该生境硝化细菌氨氮去除率较高。沉积物生境中硝化细菌的高耐氨氮和耐pH能力与群落中存在硝化杆菌(Nitrobacter)有关,而高耐盐性可能是由于该生境中存在耐盐或适度嗜盐特异基因型硝化细菌,运用Blast程序进行序列比对发现,这些特异基因型硝化细菌为不可培养微生物。     

反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石联用对底泥中氮磷迁移转化的影响及硝态氮释放风险评估

本文考察了基于反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石的组合技术(CN +DB+ZZ)对底泥中氮磷迁移转化的影响,并探讨了该技术的硝态氮释放风险.结果 发现,单一的硝酸钙处理(CN)虽然可以有效地抑制底泥中磷的释放,但是会造成上覆水体的氨氮和硝态氮污染.硝酸钙和反硝化细菌联合处理(CN+DB)尽管可以有效地抑制底泥中磷的释放,并...