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.     

会仙岩溶湿地、稻田与旱地土壤细菌群落结构特征比较

为了探究土地利用变化对湿地系统土壤细菌的影响,以会仙天然湿地、稻田和旱地这3种土地利用方式的耕层土壤(0～20cm)作为研究对象,利用高通量测序技术对土壤细菌群落的α多样性、物种组成和丰度进行分析,并结合土壤理化性质探讨影响细菌群落结构的环境因素.结果表明,会仙湿地系统土壤中存在的细菌隶属于49个门和145个纲.其中,稻田土壤细菌的Shannon指数显著较高;天然湿地土壤细菌的Simpson指数显著较低.在会仙湿地系统土壤的优势菌门(operational taxonomic units,OTUs 1%)中,天然湿地的优势菌门为变形菌门(52. 15%)、放线菌门(15. 16%)和酸杆菌门(8. 80%);稻田的优势菌门为变形菌门(45. 79%)、酸杆菌门(17. 20%)和绿弯菌门(11. 75%);旱地的优势菌门为变形菌门(51. 42%)、酸杆菌门(15. 51%)和绿弯菌门(7. 43%).在优势菌纲(OTUs 1%)中,天然湿地的优势菌纲为α-变形菌纲(17. 98%)、β-变形菌纲(13. 72%)和放线菌纲(13. 13%);稻田的优势菌纲为酸杆菌纲(14. 35%)、β-变形菌纲(13. 37%)和δ-变形菌纲(12. 02%);旱地的优势菌纲为α-变形菌纲(19. 44%)、β-变形菌纲(13. 30%)和酸杆菌纲(13. 03%).在优势的OTUs中( 0. 3%),天然湿地的优势菌属是Sphingomonas(OTU2和59)、Micromonospora(OTU5、24和50487)、Gemmatimonas(OTU1)和Stenotrophomonas(OTU8);稻田的优势菌属是Lysobacter(OTU4和115)和Aquabacterium(OTU33);旱地的优势菌属是Sphingomonas(OTU85、157和2916)、Rhodanobacter(OTU19和52)和Phenlobacterium(OTU60).聚类热图分析显示,3种土地利用下的土壤细菌群落结构差异极其显著.冗余分析结果显示,土壤细菌分布差异主要与p H、土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、交换性镁、交换性钙、可溶性有机碳(DOC)和速效磷(AP)等生态因子显著相关(P 0. 05).以上研究结果表明,土地利用方式变化能显著改变会仙湿地土壤的细菌群落结构.     

溶解氧对碳氮硫共脱除工艺中微生物群落影响解析

为了研究溶解氧对碳氮硫共脱除工艺中微生物群落的影响,探索供氧条件下提高单质硫转化率的机制,实验采用基因芯片GeoChip技术来解析不同曝气量下采集的污泥样品中的微生物群落结构特征.研究结果表明,微量的溶解氧能显著影响工艺中的微生物群落结构(P<0.001),相对较高浓度的溶解氧可以增加微生物的多样性但是却抑制了对溶解氧比较敏感的反硝化微生物的活性,导致工艺硝酸盐去除率下降.与反硝化微生物相比硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)能抵抗更高浓度的溶解氧,因此工艺的硫酸盐还原过程未受到影响,一直保持较高的硫酸盐去除率.当曝气量为20 mL·min-1时单质硫的转化率最高,通过对sox(sulfur-oxidation)基因丰度分析和聚类分析发现,在该曝气量条件下sox基因的丰度最高,与厌氧条件相比有极其显著的差异.此外,GeoChip还检测到一些硫氧化细菌(sulfur-oxidizing bacteria,SOB)的丰度明显提高,证明适量的溶解氧能够刺激一部分SOB的生长与代谢.     

克隆文库方法分析厌氧氨氧化反应器中细菌群落结构

为了认识低基质浓度污水厌氧氨氧化(ANAMMOX)脱氮过程的生物学机制,为ANAMMOX脱氮工艺的优化提供理论依据,通过构建细菌16S rDNA(约1 500 bp)克隆文库和浮霉菌特有16S rDNA(约830 bp)克隆文库对ANAMMOX脱氮反应器中活性污泥的细菌群落结构进行分析。从细菌16S rDNA克隆文库中随机挑选到160个克隆子,共31个分类单元(OTU),与GenBank数据库比对结果表明,厌氧颗粒污泥中的细菌群落具有丰富的多样性,包括:变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidete)、硝化螺旋菌门(Nitrospira)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、Candidate division OP10、浮霉菌门(Planctomycetes)和未知菌,其中,变形菌门和拟杆菌门为优势菌群,分别占41.9%和34.2%。在浮霉菌特有16S rDNA克隆文库的40个克隆子中,34个克隆子属于CandidatusKuenenia属的厌氧氨氧化细菌,它们是ANAMMOX脱氮过程的主要功能菌。     

京津冀及周边减排对北京市PM2.5浓度下降评估研究

利用第三代区域空气质量模式CMAQ (Community Multiscale Air Quality)及京津冀地区高分辨的污染源排放清单,基于2011年、2012年和2013年秋冬季美国国家环境预报中心全球再分析资料的气象条件分析,选取2012年10月1日至12月30日作为代表性时段,模拟了PM2.5的浓度变化趋势,同时根据《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》和2012年到2017年污染源减排控制目标,进行了减排效果评估分析.结果显示,模式系统能较好捕捉PM2.5浓度的变化趋势,海淀站和上甸子站观测与模拟值的相关系数分别为0.71和0.63.主要污染源和污染物排放量削减30%~40%后,北京市PM2.5浓度发生了明显降低,海淀站、上甸子站和城六区的平均浓度下降率分别为(24.9±2.3)%,(20.2±2.7)%和(24.8±2.1)%.如果严格执行《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》,在气象条件和2012年相似情况下,到2017年,北京市城区PM2.5年均浓度控制在60μg/m3内的防治目标可以实现.