污染地块土壤多氯联苯风险筛选值研究

污染地块土壤多氯联苯（PCBs）污染主要来自含PCBs电力设备封存点的泄漏及非故意产生源,建立土壤PCBs筛选标准是开展PCBs污染地块调查、评估和修复的基础.本研究通过文献分析统计了典型PCBs单体的占比,并基于人体健康风险评估模型推导了污染地块土壤PCBs风险筛选值.结果表明,不同商用PCBs混合物中共平面PCBs总量（∑Co-PCBs）占比为0.01%~16.10%,难以代表PCBs的总体风险水平.研究建立了PCBs总量、指示性PCBs总量（∑Id-PCBs）及∑Co-PCBs等3个指标共同作为土壤PCBs筛选值体系,敏感用地和非敏感用地情景下,PCBs总量、∑Id-PCBs、∑Co-PCBs分别为2.10、0.24、0.03 mg·kg^-1和6.20、0.71、0.09 mg·kg^-1.通过6个含PCBs电容器地下封存点485个污染土壤样品的分析,进一步证明了仅控制∑Co-PCBs将低估PCBs污染风险,采用本研究提出的3个指标进行筛选能够更有效地识别和评估PCBs污染地块的风险.     

京津冀及周边地区优先控制有毒有害大气污染物名录研究

近年来,随着污染防治攻坚战的不断强化,京津冀及周边地区重污染天气问题初步得到缓解.为了深度改善大气环境质量,落实精准治污,更好地服务于京津冀有毒有毒大气污染物的环境管理,开展了京津冀及周边地区优先控制有毒有害大气污染物名录的研究.以京津冀及周边地区为主要研究对象,采用文献调研法建立备选名单;针对备选名单中的有毒有害大气污染物进行危害信息收集,采用两步筛选法,以危害筛选指标、暴露筛选指标、持久性/生物蓄积性筛选指标共包含10项内容进行赋分求和,筛选出高分值的污染物建立候选名单;在候选名单基础上,从国家排放标准、地方排放标准、监测方法三方面进行筛选,形成优控名录.筛选形成的优控名录包括苯、环氧乙烷、二英类、砷及其化合物、铅及其化合物、甲醛、氯乙烯、三氯乙烯、1,2-二氯丙烷、氯甲基甲醚、铍及其化合物、三氯甲烷在内的12种（类）污染物,可为“十四五”有毒有害大气污染物环境管理及今后京津冀优控名录的公布提供研究基础.      

好氧-厌氧两相堆肥过程中抗生素耐药基因的变化特征及影响因素研究

针对堆肥处理过程中抗生素耐药基因（antibiotic resistance genes,ARGs）去除效率不高、诱导潜在致病菌传播扩散等环境安全问题,采用好氧-厌氧两相堆肥处理猪粪、秸秆,探讨ARGs丰度及微生物群落的变化特征,并明确影响ARGs相对丰度变化的关键因子.结果表明:与单一好氧相比,好氧-厌氧两相堆肥能更有效地降低部分ARGs及潜在致病菌的相对丰度,其中ermB、tetK的相对丰度分别降低了39.68%、72.19%,假单胞菌属（Pseudomonas）、梭菌属（Clostridium_sensu_stricto_1）的相对丰度分别降低了96.09%、90.07%.主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）及冗余分析（Redundancy analysis,RDA）得出,微生物群落和环境因子均显著影响ARGs相对丰度的变化（P < 0.05）,贡献率分别为82.0%、71.2%.其中,梭菌属（Clostridium_sense_stricto_1）、黄杆菌属（Flavobacterium）、尿素芽孢杆菌属（Ureibacillus）和海洋杆菌属（Oceanobacillus）是影响ARGs相对丰度变化的主要微生物菌属;温度、电导率、含水率和pH是影响ARGs相对丰度变化的关键环境因子,贡献率分别为22.0%、16.7%、16.2%和15.0%.研究显示:与好氧堆肥相比,好氧-厌氧两相堆肥能更有效地去除ARGs,并抑制潜在致病菌的繁殖扩散,从而减少环境风险;然而部分ARGs和潜在致病菌仍存在增殖现象,因此亟需进一步优化好氧-厌氧两相堆肥工艺.      

新疆且末地区沙尘暴过程中空气细菌群落结构变化的比较

采集新疆且末地区沙尘暴空气微生物样品,揭示沙尘暴前期、中期和后期细菌多样性和群落结构差异,为沙尘暴灾害预警提供依据.采用16S rRNA基因高通量测序技术,研究其菌群组成、丰度、优势菌群及与环境因子的相关性.新疆且末地区沙尘暴空气样品中共获得740364条有效序列,聚类为156个可操作分类单元（Operational Taxononmic Units）,包括9个门,87个属.门水平上,丰度最高为变形菌门（Proteobacteria,80.52%）,其次为拟杆菌门（Bacteroidetes,20.96%）、放线菌门（Actinobacteria,5.84%）和厚壁菌门（Firmicutes,2.63%）;在属水平上,优势属为不动杆菌属（Actinobacteria）、假单胞菌属（Pseuodomonas）、鞘氨醇宝盒菌属（Sphingobacterium）、海洋杆菌属（Ponibacter）.沙尘暴中期空气细菌的Chao 1（135.013）、ACE（130.424）、Shannon（2.614）指数均高于沙尘暴前期和沙尘暴后期空气细菌多样性数值（p<0.01）.沙尘暴空气细菌主成分分析表明,不同时期的细菌群落组成差异显著.冗余分析表明,湿度和气压可能与沙尘暴空气细菌多样性呈正相关,与经度、维度、海拔和温度呈负相关.新疆且末地区沙尘暴中蕴藏着丰富的细菌资源,沙尘暴前中后期空气微生物菌落结构和物种多样性差异显著.     

磁场强化曝气生物滤池处理高浓度氨氮废水的研究

本研究采用普通陶粒、普通陶粒外加静态磁场（50 mT）和磁性陶粒（2.5 mT和5 mT）曝气生物滤池处理高浓度氨氮废水,对比研究了不同类型和强度的磁场强化下曝气生物滤池的硝化反硝化效果,并通过分子生物学手段系统分析了磁场强化硝化反硝化的微生物学机理.结果表明,随着氨氮浓度增加,磁场强化下曝气生物滤池硝化反硝化效果显著高于普通陶粒曝气生物滤池.当氨氮浓度提高到400 mg·L^-1时,磁场强化曝气生物滤池（磁性陶粒和外加静态磁场）的氨氮去除率大于97%,高于普通陶粒曝气生物滤池的氨氮去除率（88%）;磁场强度为2.5 mT的磁性陶粒曝气生物滤池的总氮去除率达到67%,显著高于其他3个曝气生物滤池（p<0.05）（分别为55%、54%和55%）.分子生物学检测结果表明,2.5 mT磁场强度的磁性陶粒上生物膜的硝化反硝化酶活性和功能基因丰度大幅提高,硝化反硝化细菌的丰度及多样性显著增加.     

有机物对厌氧氨氧化生物膜反应器脱氮效能及微生物群落的影响

为考察有机物对厌氧氨氧化生物膜反应器脱氮效能的影响,采用MPN（most probable number）法和高通量测序技术,结合处理效果数据,对比分析了有无有机物影响下生物膜中微生物群落差异.试验表明：在进水有机物（COD）为30和60 mg·L^-1作用下,总氮去除率与进水COD为0 mg·L^-1时的84.10%相比较分别提高了5.08%和10.41%;COD为90 mg·L^-1时,总氮去除率降至89.05%.由MPN法和高通量测序结果可知,相对于无有机物,60 mg·L^-1有机物使反应器中反硝化菌数量增加,浮霉菌门和变形菌门丰度明显提高,且微生物群落更加丰富.有机物能影响反应器中厌氧氨氧化、反硝化脱氮效能及微生物菌落丰度,适宜的有机物浓度可使厌氧氨氧化与反硝化作用有效耦合,提高反应器的脱氮效能.本研究可为厌氧氨氧化生物膜反应器处理含有机物的实际污水提供参考价值.     

我国典型森林土壤微生物驱动的氮代谢途径特征解析

微生物介导的氮代谢途径对生态系统结构和功能稳定性的维持起着重要作用,阐明微生物群落与氮代谢途径之间的关系可以从微观水平上扩展对氮代谢途径的理解.然而,微生物的基因水平转移使得基于分类学的方法并不能说明两者之间的关系.有研究表明,功能性状影响着群落构建和生态系统功能,将基于功能性状的研究方法应用于土壤微生物能更好地说明氮代谢途径的特征.因此,本文选择5种我国典型森林土壤,包括黑土（黑龙江哈尔滨）、暗棕壤（吉林长白山）、黄棕壤（湖北武汉）、红壤（福建福州）和砖红壤（海南乐东）,利用可以量化微生物功能性状的宏基因组技术对不同森林土的氮代谢途径特征进行了研究,主要包括氨同化、硝酸盐异化还原、硝酸盐同化还原、反硝化、硝化、固氮和厌氧氨氧化过程.结果表明,细菌序列在宏基因组文库中占主导位置,占所有序列的98.02%,且所涉及的几种氮代谢途径在细菌中都被检测到.5种森林土有着相同的氮代谢途径特征,即氨同化是细菌中检出频率最高的氮代谢途径,每百万个带注释的细菌序列平均检测到2830个氨同化途径的功能基因,固氮和厌氧氨氧化代谢途径检出频率较低,每百万个序列分别只检测到28.3和10.7个功能基因.不同森林土壤中同一氮代谢过程可由不同的微生物参与,且负责整个氮代谢途径的微生物的群落结构不完全相同.     

衡阳紫色土丘陵坡地自然恢复过程中微生物量碳动态变化

以典型的衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本相似的裸荒地、草本群落、灌木群落和乔木群落等4类典型样地,分别代表群落演替进程中4个不同的演替阶段,通过调查取样和实验分析,探索不同演替阶段土壤微生物量碳（MBC）的大小与活性。结果表明：（1）土壤有机碳（SOC）与MBC呈先下降后增大的趋势,其差异在各演替阶段达显著水平（P〈0．05）,SOC与MBC呈现显著正相关关系（P〈0．05）;（2）微生物熵（MQ）与代谢熵（qC02）呈显著负相关关系（P〈0．05）,随着演替的进行,MQ整体上呈现出下降趋势,各演替阶段其值的差异达显著水平（P〈0．05）;（3）MQ与MBC呈极显著负相关（P〈0．01）,并随着演替的进行,呈现出先升后降的变化趋势,各演替阶段qCO2的差异达显著水平（P〈0．05）;（4）在演替初期,土壤有效基质逐渐降低,而在演替后期有效基质不断增加,此有利于SOC与MBC的提高,有利于土壤肥力的提高。研究结果将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

耐热石油烃降解混合菌的筛选及其群落结构分析

对克拉玛依采集的部分石油污染土壤进行了筛选,得到了5组石油烃高效降解混合菌,其中混合菌KL9-1在45℃的条件下,通过7 d的降解,稀油的降解率达到43.27%,稠油的降解率达到20.09%。混合菌KL9-1经过多次分离纯化后,获得3株具有石油烃降解能力的优势单菌,3株单菌对稀油的降解率都在30%以上。结合分离单菌株的形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列的分析结果,初步鉴定KL9-1-1为Pseudomonas putida,KL9-1-2和KL9-1-3为Pseudomonas sp.。     

城镇化过程中地下水微生物的时空分异与演化——以珠海为例

运用不依赖培养的分子生物学技术,选择珠海市唐家湾居民密集地与人类活动扰动较少的中山大学珠海校区共二样区进行多采样点分析,构建16S rRNA基因文库进行序列比对,获得微生物的群落分布数据。数据显示,校区小流域地下水微生物群落基本保持原生态,其上、中、下游三组井均以变形菌、Candidate division OPx、古菌(含泉古菌和广生古菌)为优势类群,其中中游#M组井因环境不同微生物稍有差异。人类活动影响显著的唐家社区其微生物群落结构变异较大,未发现属于微生物鼻祖的古菌,也未检测到Candidate division OPx系列,而检测出许多与周围环境相吻合的微生物群落。二样区地下水微生物16S rRNA基因演化分析表明,城镇化进程中环境变化影响地下水微生物种群发育,地下水微生物也不断演化并影响环境。