苯高效降解菌Corynebacterium sp.AL-5的筛选及其降解机理研究

在产石化企业污染场地风险防控日益受到关注,高性能生物降解菌剂是在产企业成功原位生物修复的关键.本研究从苯系物降解菌群中筛选并分离出高效苯降解菌株,经细菌形态和16S rRNA序列分析鉴定菌株,通过改变单一因素研究降解菌株的降解特性,并通过LC-Q-TOF-MS/MS检测中间代谢产物,进而推测菌株的苯降解途径.结果表明,高效苯降解菌株经鉴定命名为Corynebacterium sp.AL-5.菌株AL-5在28℃、pH=8.0、添加100 mg·L^-1酵母粉的培养条件下,10 h内可完全降解初始浓度为100 mg·L^-1的苯,并阐明了菌株AL-5通过苯酚和邻苯二酚途径降解苯.此外,菌株AL-5可在混合BTEX体系中同时降解苯和甲苯,半衰期分别为3.3 h和12.9 h,符合零级动力学方程和一级动力学方程.本研究可为在产石化企业苯污染土壤和地下水原位生物修复提供菌种资源和理论支撑.     

纳米氧化锌颗粒胁迫对氨氧化细菌共代谢去除磺胺嘧啶的影响

为了探究纳米氧化锌颗粒(nZnO)胁迫下氨氧化细菌(AOB)共代谢去除抗生素能力的变化规律,本研究选择了一种广泛使用的磺胺类抗生素磺胺嘧啶(SDZ)作为实验对象,通过考察不同浓度的nZnO胁迫下富集AOB污泥中氨氮浓度、SDZ浓度、胞外聚合物(EPS)、关键酶活性及活性氧(ROS)的变化特征,探究nZnO赋存对富集AOB污泥及其共代谢降解去除SDZ能力的影响.结果表明,一定浓度范围(0～25 mg·L^-1)内,nZnO对水中氨氮的转化存在浓度抑制效应,随着nZnO浓度的升高,氨氧化速率逐渐降低;nZnO处理后AOB中的关键功能酶—氨单加氧酶和羟胺氧化还原酶的活性均显著下降,50 mg·L^-1 nZnO处理组酶活下降的最为显著;nZnO刺激下产生了大量的ROS,并且ROS的产量与nZnO浓度呈正比;在0～25 mg·L^-1 nZnO的范围内,SDZ的去除率随着nZnO浓度的升高而逐渐降低,但50 mg·L^-1 nZnO实验组的SDZ去除率达到最高,甚至超过了空白对照组.     

硫酸盐还原介导下土霉素的降解及其对微生物的胁迫效应

采用硫酸盐还原上流式厌氧反应器研究了土霉素(Oxytetracycline,OTC)的降解与脱毒.实验结果表明,经过40 d的驯化,在OTC初始浓度为10 mg·L^-1的条件下,在接种硫酸盐还原菌(SRB)的反应器中添加硫酸盐可将OTC的降解率从53.9%±0.6%提高到81.0%±0.5%,而且OTC降解产物显示出较低的毒性.3D-EEM荧光光谱和微生物电子传递系统活性测试结果表明,OTC的暴露可增强SRB中胞外聚合物(EPS)中类络氨酸蛋白的合成,促进甲酸脱氢酶活性进而提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的产生量,而且腺苷三磷酸酶(ATP)活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性也有一定的增强.本研究可为硫酸盐废水中抗生素的去除提供理论指南.     

多点汇流下污水管网污染物迁变规律及其机制

为研究城市污水管网多点汇流条件下污染物的迁变规律及其对微生物繁衍的影响机制,建立一套多汇流点位的污水管道中试系统,探究污水输送过程中碳,氮,硫3类主要污染物质的迁移转化特性.结果表明,汇流点前溶解态化学需氧量（SCOD）和硫酸盐（SO₄^2-）浓度下降,氨氮（NH₄⁺-N）浓度上升,支管汇流使得汇流点3类污染物浓度显著增加.后期水质达到稳定,在保证支管污水的汇入导致各类污染物增加量基本不变的情况下,SCOD浓度由进口的320mg/L左右下降至出口的280mg/L左右,在氨化作用下导致的NH₄⁺-N总增加量在15mg/L左右,高于因汇流产生的增加总量12.5mg/L左右,结果表明汇流管网系统中微生物的消耗代谢作用是碳氮类污染物变化的主导因素,而SO₄^2-后期进出口浓度均在20mg/L左右,说明支管汇流和生化代谢使SO₄^2-的含量维持在动态平衡的状态.此外,对管网中试系统生物相中微生物繁衍过程进行分析可知,发酵菌（FB）,产氢产乙酸菌（HPA）,硫酸盐还原菌（SRB）的含量随繁衍时间显著增加,并在沿程的不同汇流点处出现丰度升高现象.综上所述,在多点汇流导致污水水质波动的作用下,促进了管网生物相中微生物的繁衍增殖,并增强了其代谢作用在污水管网污染物转化的主导地位,使得污染物在管网输送过程中呈现更为显著的转化现象.     

育龄妇女血清硒元素对血脂的短期影响

血清硒元素与血脂的关系尚存在争议,两者之间可能存在非线性关联,目前仍缺乏相关可靠证据.本文采用定组研究设计,募集35名育龄妇女进行5次调查,每次均采集并分析血清硒元素和血脂浓度,以探讨育龄妇女体内血清硒元素对血脂的短期影响.分析表明,除甘油三酯外,血清硒元素与总胆固醇（P=0.005）、高密度脂蛋白胆固醇（P<0.001）、低密度脂蛋白胆固醇（P<0.001）、非高密度脂蛋白胆固醇（P=0.01）和脂蛋白（a）(P=0.03)之间关联的非线性检验均具有统计学意义.仅硒元素浓度在80—130 ng·mL^-1时,硒与总胆固醇呈线性关系;仅硒元素浓度在80—140 ng·mL^-1时,硒与高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和非高密度脂蛋白胆固醇呈线性关系.整体而言,血清硒元素与血脂浓度之间是非线性关联,在一定浓度范围内,硒浓度升高短期内可能会使血脂浓度升高.     

高原生境不同水力停留时间下A2/O工艺活性污泥微生物代谢机制研究

在高原生境下构建不同水力停留时间(HRT)运行工况的A²/O系统,结合水质分析及对好氧池活性污泥的16S rRNA基因测序,对微生物优势菌属功能和代谢途径进行研究。结果表明:高原生境下HRT为26.25 h时A²/O工艺处理效果总体最好,微生物优势菌属代谢功能以有机物降解、反硝化脱氮和聚磷菌除磷为主,代谢途径以碳氮磷代谢为主;在高原生境下,应对外界环境变化的细菌双组分调节功能(ko02020)丰度较大,该代谢途径在适应环境变化中有显著作用,是高原生境下的优势代谢途径;微生物细胞中rpoE基因丰度偏大,为微生物适应高原环境提供了保障。HRT为26.25 h时微生物功能基因总丰度最大,可见26.25 h是高原生境下A²/O工艺最佳HRT运行工况。     

物质代谢研究进展综述

传统的线性经济生活模式导致人类社会面临着巨大的环境压力,因此为提高资源的利用效率,实现社会经济的可持续发展,物质代谢研究逐渐成为近年来国际研究领域的热点问题。文章从三方面对国际上关于物质代谢研究进展做了阐述:①物质代谢的研究背景;②物质代谢的基础性研究,包括不同层次的物质代谢吞吐量的研究和物质代谢定量分析方法的探讨;③物质代谢相关的研究进展,包括土地利用/覆盖变化、自然环境效应和可持续发展与物质代谢作用关系的讨论。最后,对其未来的发展方向提出了一些建议,认为除了要进一步完善物质代谢研究方法和模型外,还应从土地利用/覆盖变化、研究尺度、政策和行为、生态环境效应等角度对物质代谢进行拓展分析。     

人工湿地基质微生物群落的碳源代谢特性

利用Biolog微平板技术研究了水平潜流人工湿地基质微生物群落结构及代谢特性,结果表明,供试人工湿地基质微生物群落的碳源代谢能力,床体上层高于床体下层,前部高于后部.在实验期内,前部上层样点平均色度变化(AWCD)值增长速率较前部下层、后部上层及后部下层分别高出83.3%、15.8%和57.1%.主成分分析(PCA)结果表明,不同部位的基质微生物群落具有不同的群落结构和代谢特征,其对不同碳源的利用能力也存在显著性差异(P<0.05),前部上层基质微生物利用率较高的碳源为糖类和氨基酸,而前部下层对聚合物和羧酸的代谢程度最高.功能多样性指标分析表明,基质上层微生物群落丰度、均匀性和多样性指标均高于下层,前部下层微生物群落的均匀性指数显著低于其他取样点,存在较强的优势种;后部下层的丰度指数则明显低于其他采样部位.     

皂素工业废水CODCr排放限值的研究

皂素工业是近几年来迅速发展的一个重要生物医药化工行业,我国皂素主产区位于南水北调中线工程水源汉江上游,其排放的大量高浓度含酸有机废水给水源保护带来严重威胁,急需制定我国的皂素工业水污染物排放标准.采用三段式两相厌氧为核心的二级生化组合工艺技术从实验室试验、现场工业性试验和示范工程三方面对皂素工业废水COD_Cr排放限值进行了研究,皂素废水二级生化处理出水中残留COD_Cr总量(以质量浓度计)约为400～500 mg/L,其中溶解性微生物代谢产物(SMP)质量浓度约为240～280 mg/L.综合考虑技术可达性和经济可行性,将现有企业COD_Cr排放限值规定为400 mg/L;为引导企业对废液综合利用,推进皂素行业清洁生产,规定新建企业和现有企业的第二时段的限值为300 mg/L.提出了丹江库区相应的COD_Cr总量指标及皂素规模限额.执行该标准后,全国每年可削减COD_Cr 71　400 t,其中南水北调中线工程水源汉江上游至少可削减60　690 t,可以满足中线调水水源区的环境保护要求.      

石油烃厌氧生物降解研究进展

烃是由碳和氢两种元素组成的稳定化合物,长期以来人们普遍认为烃的生物降解只能在好氧条件下进行.近年来国外的研究表明,厌氧微生物能以硝酸盐、硫酸盐、三价铁或二氧化碳等为电子受体代谢烃,烃厌氧代谢的初始反应机理主要有延胡索酸盐结合反应、羧化反应、羟基化反应和甲基化反应,但国内还未见相关报道.本文综述了烃厌氧降解微生物及其代谢机理,并以甲苯为例概述了烃厌氧生物降解过程中的起始反应酶和作用机制.结合国外烃厌氧降解的研究进展和本实验室的工作,作者也提出了自己的思考和看法.