好氧颗粒污泥在酸性红14废水中的形成及降解酸性红14机理的初步研究

为了考察好氧颗粒污泥在酸性红14(Acid Red 14,AR14)废水中的形成以及降解AR14的能力,在序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)内以蔗糖和AR14为底物培养好氧颗粒污泥.在第I阶段(1～75 d),采用单一好氧的运行方式,好氧颗粒污泥出现在第29 d,粒径为(0.16±0.04) mm.随着反应器内的COD逐步增加,好氧颗粒污泥的粒径逐步增大; 在此阶段AR14脱色率在5%左右,为吸附所致.在第II阶段(75～120 d),采用厌氧+好氧的方式运行,驯化好氧颗粒污泥降解AR14的能力.反应器中AR14的脱色率逐步上升,在第102 d时,脱色率达到89%,并稳定在此水平.在第120 d,污泥质量浓度达到10 548 mg/L,平均粒径也达到了(2.18±0.25) mm.此时好氧颗粒污泥的沉降性能良好,污泥容积指数稳定在38 mL/g.研究表明,可在AR14废水中成功培养获得好氧颗粒污泥且能稳定维持.蔗糖在第II阶段的厌氧反应过程中充当了AR14的共代谢底物,氧化还原电位(Oxidation Reduction Potential,ORP)在此过程中维持在-250～-300 mV,是偶氮染料生物厌氧降解过程的一个重要控制参数.     

Effect of temperature on anoxic metabolism of nitrites to nitrous oxide by polyphosphate accumulating organisms

Temperature is an important physical factor, which strongly influences biomass and metabolic activity. In this study, the effects of temperature on the anoxic metabolism of nitrite(NO-2) to nitrous oxide(N2O) by polyphosphate accumulating organisms, and the process of the accumulation of N2O(during nitrite reduction), which acts as an electron acceptor, were investigated using 91% ± 4% Candidatus Accumulibacter phosphatis sludge. The results showed that N2O is accumulated when Accumulibacter first utilize nitrite instead of oxygen as the sole electron acceptor during the denitrifying phosphorus removal process. Properties such as nitrite reduction rate, phosphorus uptake rate, N2O reduction rate, and polyhydroxyalkanoate degradation rate were all influenced by temperature variation(over the range from 10 to 30°C reaching maximum values at 25°C). The reduction rate of N2O by N2O reductase was more sensitive to temperature when N2O was utilized as the sole electron acceptor instead of NO2, and the N2O reduction rates, ranging from 0.48 to 3.53 N2O-N/(hr·g VSS), increased to 1.45 to 8.60 mg N2O-N/(hr·g VSS). The kinetics processes for temperature variation of 10 to 30°C were(θ1 = 1.140–1.216 and θ2= 1.139–1.167). In the range of 10°C to 30°C, almost all of the anoxic stoichiometry was sensitive to temperature changes. In addition, a rise in N2O reduction activity leading to a decrease in N2O accumulation in long term operations at the optimal temperature(27°C calculated by the Arrhenius model).     

秸秆炭化还田对滴灌棉田土壤微生物代谢功能及细菌群落组成的影响

通过5 a田间定位试验,研究持续秸秆直接还田和炭化还田对滴灌棉田土壤微生物功能多样性以及细菌群落组成的影响.试验设置3个处理:单施化肥(对照,CK)、秸秆直接还田+化肥(ST)和秸秆炭化还田+化肥(BC).秸秆直接还田和炭化还田均显著提高土壤有机质、全氮及速效养分含量,其中秸秆炭化还田的作用更显著.秸秆直接还田处理土壤微生物碳源代谢活性最高,其次是秸秆炭化还田,均显著高于对照.秸秆直接还田主要促进了碳水化合物类和胺类碳源的代谢;秸秆炭化还田显著提高多聚物类碳源的代谢.秸秆直接还田和炭化还田显著提高土壤细菌群落多样性.与对照相比,秸秆直接还田显著增加变形菌门、放线菌门、拟杆菌门以及黄单胞菌科、酸微菌科、微杆菌科和噬纤维菌科的相对丰度;秸秆炭化还田处理酸杆菌门、芽单胞菌门、硝化螺旋菌门以及Blastocatellaceae (Subgroup_4)菌科、芽单胞菌科、亚硝化单胞菌科的相对丰度显著增加.相关性分析表明黄单胞菌科、酸微菌科与碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类、胺类碳源代谢显著正相关,噬纤维菌科、微杆菌科与碳水化合物类、胺类碳源代谢显著正相关,Blastocatellaceae (Subgroup_4)菌科、芽单胞菌科、亚硝化单胞菌科与多聚物类碳源代谢显著正相关.持续秸秆炭化还田显著增加滴灌棉田土壤养分,改变细菌群落组成,提高多聚物类碳源的代谢活性.     

难降解有机物的生物处理技术进展

难降解有机物严重污染和威胁人类身体健康,因此难降解有机物的治理技术研究是目前水污染防治研究的热点与难点。近年来,难降解有机物的生物处理技术研究取得了广泛的成果。目前运用生物技术处理难降解有机物的主要技术路线,包括共代谢技术、缺氧反硝化技术、高效菌种技术、细胞固定化技术、厌氧水解酸化预处理技术。     

稳定混合菌协同降解咔唑研究

以咔唑(Carbazole,CAR)作为唯一碳源和氮源,从某炼油厂废水中筛选获得稳定的咔唑降解混合菌株.对该混合菌株进行分离和纯化,获得两株细菌,经生物化学和分子进化特征分析后,初步鉴定为Chryseobacterium sp.NCY和Achromobacter sp.NCW.扫描电镜显示,两株菌在含咔唑的无机盐培养基和肉膏培养基上生长时,细胞形态发生显著的变化.这两株细菌形成的稳定复合体存24 h内对咔唑(500 mg L-1)的降解率为80%,64 h内降解率可达到99%以上,并释放出氨氮22.69 mg L-1.纯化后的两株细菌单独以咔唑为唯一碳源和氮源,均不能生长,推测两株菌通过协同代谢作用降解咔唑.     

费氏中华根瘤菌15142的cysDN基因克隆及其相关功能

为确定cysDN操纵子的功能及对根瘤菌结瘤的影响,通过三亲本接合,将质粒转座子pTnMod-RKm′随机插入费氏中华根瘤菌15142中,建成随机插入突变体库,随后通过含有不同硫源的MM培养基的筛选得到一株不能利用硫酸盐但能够利用半胱氨酸的突变体.进一步克隆和测序分析后发现该操纵子与已报道的Sinorhizobium sp.strain BR816的cysDN在核苷酸水平上有92%的相似性,在氨基酸水平上有96%的相似性.用自杀质粒pK18mob分别构建含有cysD部分片段和cysN部分片段的重组质粒,通过三亲本接合导入出发菌株15142中,经过同源单交换,分别获得cysD的pK18mob正反向插入突变株cysDF/15142以及cysDR/15142和cysN的pK18mob正反向插入突变株cysNF/15142与cysNR/15142.用广谱宿主质粒pLAFRJ载体连接完整操纵子cysDN构建互补质粒cysDN+pLAFRJ,将该质粒通过三亲本接合导入突变株中,获得互补菌株.用不同硫源的液体MM培养基培养,发现互补菌株能够补回突变菌株不能利用硫酸盐作为唯一硫源的缺陷,说明cysDN操纵子确实与硫酸盐同化途径有关;植株试验表明突变株比出发菌株推迟结瘤1~2 d,固氮酶活也比出发菌株稍低;竞争结瘤试验表明突变菌株占瘤率较差,但在平均瘤数、平均瘤重、平均植株干重上则无差异.     

中华绒螯蟹幼蟹饥饿代谢研究

于1998年10～12月在华东师范大学生物学系动物学实验室,对体重为(1.42±0.69)g的幼蟹在(20±0.5)℃温度条件下进行饥饿实验,研究了饥饿对中华绒螯蟹幼蟹代谢的影响.结果表明,经过30d的饥饿处理,幼蟹的耗氧率降低为摄食状态的45.8%;CO2排出率减小为摄食状态的54.1%;NH3-N排泄率减小为62.3%.耗氧率和CO2排出率、NH3-N排泄率的变化差别较大,耗氧率和CO2排出率的减小可分为4个阶段,而NH3-N排泄率的减小仅可分3个阶段.与此同时,幼蟹的标准代谢水平同样受到饥饿的影响,饥饿30d后,由8.15Jg-1h-1减小为3.97Jg-1h-1;在饥饿幼蟹的代谢中,脂肪消耗最多,其次是碳水化合物.图2表2参18     

土壤微生物对灭幼脲3号杀虫剂代谢作用的研究

从施药后的土壤中分离出的青霉菌、芽枝霉菌、木霉菌、曲霉菌均能降解灭幼脲3号.其中青霉菌可以裂解灭幼脲C—N键,产生新的代谢产物.经鉴定,其代谢产物为:对氯苯基脲、对氯苯胺,邻氯苯酰胺.探讨了青霉菌对灭幼脲3号的代谢途径和机理.试验说明青霉菌对氯苯基脲,对氯苯胺仍有降解代谢能力.     

发育时期对少花龙葵光合生理特性及代谢产物的影响

该文研究了不同发育时期对少花龙葵生长特征和光合生理特性的影响,并对其叶片可溶性糖、可溶性蛋白、总黄酮以及绿原酸含量进行测定,结果表明:少花龙葵发育时期主要包括营养期、花期和果期3个阶段,其快速增长期为3个月.少花龙葵叶片光合速率营养期和花期均较高,而在果期明显下降.少花龙葵进入花期后,叶绿素含量达到最大,光饱和点达到最高,光补偿点最低,表明少花龙葵在花期利用强光和弱光能力最高.不同发育时期少花龙葵叶中可溶性糖含量与可溶性蛋白变化规律有相反的趋势.少花龙葵叶片总黄酮含量随生长时间增加而降低;少花龙葵营养期和花期叶片绿原酸含量随生长时间增加而增加.即将开花的营养期少花龙葵叶片可溶性糖与可溶性蛋白含量以及黄酮类成分含量均较高,兼具较高的食用和药用价值.不同发育时期少花龙葵叶片初生代谢产物之间、次生代谢产物之间以及初生代谢产物与次生代谢产物之间均存在不同程度的相关性.     

光合细菌乳酸代谢机制的初步研究

分离获得4株能利用乳酸作为唯一碳源分别进行好氧生长和厌氧生长的光合细菌菌株，对其无细胞抽提液进行透析和乳酸转化为丙酮酸能力的测定．结果表明，这4株光合细菌在好氧和厌氧条件下对乳酸的代谢机制是不同的．对筛选获得的高乳酸转化能力的S1菌株的进一步研究表明，黑暗好氧条件下，S1菌株的乳酸代谢能力与生长呈正相关关系；而光照厌氧条件下，乳酸代谢酶的合成滞后于生长．图5表1参10