微藻型微生物燃料电池的研究进展

在石油资源日趋紧张以及环境恶化日趋严重的今天,微生物燃料电池(MFC)因其可同时实现污水处理和能源回收而受到广泛关注。微藻技术与MFC技术结合产生的微藻型MFC系统得到证实并随之兴起,其中尤以微藻生物阴极型MFC因可实现污水处理、零碳排放、CO2捕捉、太阳能捕获及电能、生物柴油、藻体残渣有价回收等多重功能,成为研究热点。文章根据其中微藻所起的不同作用将微藻型MFC系统分成三类,在参阅大量文献的基础上进行了全面综述,并由此对构建高效微藻生物阴极型MFC进行了探讨,提出了计算机辅助菌种选择技术等相关设想,最后对微藻型MFC的发展提出了展望。     

种植基地有机磷农药污染土壤的微生物修复

针对我国土壤普遍受到有机磷农药污染的现状,从有机磷农药污染土壤中筛选出降解作用大、生理性状稳定的5种抗性菌株,根据细菌形态观察、生理生化指标检测及16SrDNA基因序列分析,初步确定其生物学分类地位。通过富集培养及固定化技术,分别研究其对甲拌磷、对硫磷、甲基异柳磷和氯氰菊酯等农药的生物降解作用及其影响因素。初步探讨了微生物对甲拌磷农药的降解机理。上述研究结果表明：利用微生物降解农药是一种较有开发前景的有效方法。     

铬污染对土壤环境质量生物特征指标的影响研究

土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵、代谢熵、土壤酶活性等是表征土壤质量的重要生物学指标,以辽宁省沈阳市新城子铬渣堆存区附近土壤为研究对象进行了土壤生物学指标的测定。污染土壤的重金属元素主要是铬,对土壤的脲酶和过氧化氢酶活性具有不同程度的抑制作用,有效铬与微生物量氮、微生物熵均呈显著负相关,而与代谢熵呈显著正相关。     

外加营养源作用下微生物黏结剂对土壤团聚体的影响

通过室内培养实验研究了外加营养源条件下微生物黏结剂(真菌菌丝和微生物胞外多糖)对土壤稳定性的影响以及微生物在不同粒径团聚体中的分布.所加营养源分别为葡萄糖(以C计)和硝酸铵(以N计),实验周期为30 d.实验设计包括对照(0.5 mg.g-1)、CN5(0.5 mg.g-1,0.1 mg.g-1,C/N=5)、CN10(0.5 mg.g-1,0.05 mg.g-1,C/N=10)3个水平.结果表明,3个处理的土壤呼吸速率十分接近,最大值都在3.10 mg.(h.kg)-1左右,说明无机氮肥的施加短期内对葡萄糖的矿化作用不明显.除培养第5 d CK的大团聚体形成量(15.67%)显著低于CN5(25.32%)和CN10(24.63%)外,其余培养期间3个处理的团聚体含量总体无显著性差异,表明本实验中葡萄糖对微生物的影响较大,覆盖了施加无机氮的影响,从而导致团聚体含量之间差异不显著.     

基于高通量测序解析碳化温度对麻秆电极微生物群落影响

采用Solixa高通量测序技术比较了1 000℃和1 800℃碳化麻秆制备电极OCP-1000和OCP-1800在生物电化学系统运行过程中形成的生物膜微生物群落结构差异.测序分别获得OCP-1000和OCP-1800附着生物膜16S rRNA基因V3区优化序列4 231和5 263条,经过97%相似度归并后获得OTUs数量分别为1 187和1 338个.α多样性指数(Chao、Shannon指数)分析表明碳化温度越低,电极生物膜微生物多样性越丰富.电极OCP-1000和OCP-1800生物膜中优势菌群均为Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes,这3个门的细菌在OCP-1000生物膜含量分别为66%、10%和9%,但在电极OCP-1800生物膜中含量分别为71%、7%和9%.不同碳化温度制备的麻秆电极在生物电化学系统运行过程形成的生物膜不仅存在共有细菌种类,也含有独特菌种,说明电极制备过程碳化温度影响电极生物膜微生物群落结构.     

沼渣连续施用对土壤微生物量碳、氮剖面分布的影响

通过"棉花+小麦"轮作施用沼渣的定位试验,研究不同年限的沼渣施用对土壤剖面微生物量C、N(MBC、MBN)分布特征的影响。结果表明:在0~50cm剖面上,施用沼渣1年对0~30cm土壤的MBC、MBN影响较大,能显著提高30~40cm土层土壤MBC、MBN的含量,施用沼渣5年时对40~50cm土层MBC、MBN无明显影响。土壤MBC、MBN含量总体随施用沼渣年限的延长而增加,各土层MBC、MBN含量增幅随着施用年限的延长呈现不同趋势。施用沼渣1年,耕层土壤的MBC/MBN值较习惯耕作增加,施用沼渣3年后,其值呈降低趋势。各土层的MBC/TOC、MBN/TN和MBC的变化趋势基本一致,总体随着沼渣施用年限的延长而增加。针对"棉花+小麦"轮作模式,持续施用沼渣3年更有利于改善0~40cm土层土壤肥力。     

Screening and characterization of extremophiles in spacecraft assembly environment北大核心CSCD

Spacecrafts need to strictly control microorganisms before entering space flight. The Spacecraft Assembly, Integration, and Test Center (AITC) is an important environmental source for spacecrafts to carry microorganisms. The assembly clean room has characteristics of ventilation, dryness, and lack of nutrients that are not conducive to the growth and reproduction of microorganisms, except for extremophiles. In this study, based on the internal air and surface environment of the AITC in China, 13 strains of bacteria were identified by plate culture and 16S sequence analysis, and their extreme environmental tolerance, antibiotic resistance, and film-forming ability were tested. All these bacteria belonged to the Firmicutes and Proteobacteria phyla, and nine strains belonged to the Bacillus genus. All 13 strains of bacteria were salt-tolerant, acid-tolerant, and alkali-tolerant, and 69.2% of the bacteria survived heat shock at 80 ℃. Among these, one strain of Sphingomonas sp. JCM7513 isolated from the surface environment was insensitive to all the tested antibiotics and had strong drug resistance, while the other 12 strains were sensitive to most β-lactam antibiotics but had strong resistance to tetracyclic antibiotics and erythromycin. Most of the isolated bacteria exhibited strong biofilm-forming abilities. The study showed that there are a certain number of extremophiles in the spacecraft assembly environment. To protect spacecrafts from biological corrosion and planetary protection forward pollution, more effective monitoring and elimination methods are needed. © 2022 Science Press. All rights reserved.     

碳源类型对超短泥龄活性污泥系统运行影响研究

由于可以同时实现污水中碳磷的快速分离,超短泥龄活性污泥系统在降低能耗与资源回收方面受到人们的广泛关注.本研究对不同 进水碳源（乙酸钠、丙酸钠、葡萄糖、生活污水）条件下超短泥龄活性污泥系统污泥性质、碳磷分离规律与分离机制、微生物动力学参数等进行了研究.结果表明,与生活污水相比,由单一碳源所培养超短泥龄活性污泥浓度较低,活性较高,但乙酸钠与丙酸钠培养活性污泥处于微膨胀状态.不同碳源培养系统中COD的去除性能并无明显差异（p>0.05）,并且由于生活污水中含有悬浮物,COD去除性能弱于单一碳源培养系统.不同碳源培养系统中磷酸盐的去除性能存在较大差异,乙酸钠与丙酸钠基本依靠生物效应除磷,但生物效应无法实现高效除磷,葡萄糖与 生活污水培养系统均同时依靠生物效应与EPS吸附效应除磷,不同碳源培养系统除磷效率排序为：葡萄糖>生活污水>丙酸钠>乙酸钠.研究同时发现,碳源分子量越小,培养系统中活性污泥生物活性越高,异养菌生长与衰减系数越高.     

典型高原湿地底泥微生物对砷污染的响应

为了深入探讨典型高原湿地底泥微生物群落对砷胁迫的响应规律,通过砷添加(As浓度分别为0、100、150、300 mg·kg^-1,依次记为YZ1、YZ2、YZ3、YZ4)的淹水模拟湿地生境试验,利用高通量测序技术对样品中细菌16S rRNA的V3～V4区进行测序.结果显示,底泥中砷形态主要以专性吸附态砷（F2）和弱结晶度的铁铝水合氧化物结合态砷（F3）为主,且随着砷污染浓度的升高,活性态砷（F1、F2和F3）占比上升.砷污染会影响底泥微生物多样性和群落结构.与YZ1组相比,YZ2组在一定程度上刺激了砷敏感微生物的生长和繁殖,如拟杆菌门（Bacteroidetes）;YZ4组处理下明显抑制了该微生物生长,但会促进耐砷微生物生长,如厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）使其成为群落主导.同时,在属水平上,YZ4处理组中具有As（V）异化还原功能的地杆菌属（Geobacter）细菌的占比也较YZ1组有所上升.基于功能预测结果表明,与YZ1处理组相比,其它3个处理组中均降低了底泥细菌的功能.研究显示,砷胁迫下,影响了底泥细菌的群落组成.高...     

基于斑马鱼胚胎毒性与非靶化学分析的典型工业园区废水处理效率研究

工业园区废水中污染物种类复杂、毒性大、去除难,在处理出水水质达标的情况下仍可能存在生态健康风险,因此,有效评估园区废水的处理效率具有重要意义.采用斑马鱼胚胎毒性实验和基于液相色谱-质谱的非靶标污染物筛查方法分析了两家典型工业园区污水处理厂的处理效率.研究结果表明,生物毒性检测和非靶标化学分析可从不同侧面解释废水中毒害污染物在水处理过程中的沿程变化情况,两者的研究结果相互支撑.两类分析方法都发现,生化处理工艺无法有效去除工业废水中斑马鱼胚胎发育毒性物质.高级氧化技术、吸附技术和膜生物反应器技术等可以进一步有效削减污染物丰度及毒性,市政污水的混入提升了工业废水中毒害污染物的去除率及生物毒性的削减率.本研究结果证实了斑马鱼胚胎毒性与非靶化学分析可用于确定工业废水处理的效率,对工业废水处理过程的设计和调控具有指导意义.