基于多个扩增子的DNA metabarcoding技术探究黄海微型真核浮游植物多样性

微型真核浮游植物是海洋生态系统中能量流动和物质循环的关键环节,对维持海洋生态系统的稳定发挥着关键的作用.本研究首次应用DNA metabarcoding技术探讨黄海微型真核浮游植物的物种组成及多样性,对比分析ITS、18S r DNA V4和18S r DNA V9扩增子条件下微型真核浮游植物的群落结构及多样性水平,并探讨了其多样性与温度、盐度的响应关系.结果表明:①基于ITS扩增子获得的微型真核浮游植物中绿藻门所占比例较高,而基于18S r DNA V4和18S r DNA V9扩增子获得的甲藻门相对丰度较高.②基于18S r DNA V9扩增子获得的微型真核浮游植物的ACE、Chao1、Shannon和Simpson指数较ITS和18S r DNA V4扩增子更高,而且其门、纲、目和科的数目较高.③黄海微型真核浮游植物的Shannon指数与温度呈现出显著正相关的关系(P 0. 01),而与盐度呈现出显著负相关的关系(P 0. 05).本研究通过对比不同扩增子条件下黄海微型真核浮游植物的群落结构及丰度特征,丰富了黄海微型真核浮游植物的认识,可为今后该海域微型真核浮游植物的生态学研究、生物多样性监测、生物资源动态变化及持续开发生产等方面的分析提供科学依据.     

典型β-内酰胺类抗生素在臭氧氧化降解过程中毒性变化规律研究

β-内酰胺类抗生素应用广泛,近些年来在各类水体中频繁检出,其在水处理工艺过程中的毒性控制越来越受到重视.本文以4种典型β-内酰胺类抗生素为目标污染物,采用臭氧氧化和急性毒性试验等研究其在臭氧氧化过程中急性生物毒性变化规律,采用毒性预测软件T.E.S.T.评估了4种抗生素及其氧化降解中间产物的生态毒性,并分析了中间产物(TP)结构与生物毒性之间的定量构效关系.结果表明,青霉素钠(PG)和头孢曲松钠(CS)在臭氧氧化过程中急性毒性升高,阿莫西林(AMX)和头孢氨苄(CLX)毒性变化未呈明显规律性;随着溶液pH值的升高,臭氧氧化PG和CS反应速率加快且生成更多高毒性中间产物,导致反应体系毒性增强.毒性评估结果表明,4种抗生素被认定为大鼠LD₅₀的“有毒”、非发育性毒物和致突变阴性,多数产物被认定为大鼠LD₅₀的“非常有毒”、发育毒物和致突变阳性.综合急性毒性试验和T.E.S.T.预测结果表明,反应终点毒性增强的主要原因是母体污染物分解但生成的高毒性中间产物并未被矿化,需通过加大臭氧剂量或延长反应时间以降低体系毒性.     

3S集成技术在林火管理中的应用研究

卫星遥感技术用于对过火区进行识别和对森林火灾进行判读和监测；林火地理信息系统是一种包含空间资料管理的地理信息系统，它具有储存，处理，投影转换和取回与显示图形资料的能力。     

某石油污染地下水溶解性无机碳低异常的微生物地球化学成因探析

微生物地球化学作用往往导致石油污染场地地下水中溶解性无机碳(DIC)升高,而华北某石油污染场地地下水DIC低异常明显.为究其机理,在水文地球化学分析和16S rRNA基因高通量测序基础上,结合含水层结构及流场特征,剖析了地下水水化学和微生物两方面作用,辨识了地下水中DIC变异的主导因素,揭示了其中的生物地球化学作用的机理,发现该场地地下水DIC低异常可能与地下水中具有较高浓度钙镁离子和较高活性自养微生物有关,自养微生物代谢及诱导产生碳酸盐岩沉淀作用极可能是该场地地下水中DIC低异常的成因.推测机理为:Hydrogenophaga和Sedimentibacter等菌属微生物在氢化酶的作用下产氢气,Hydrogenophaga、Pseudomonas、Pseudoxanthomonas、Polynucleobacter等固碳微生物和产甲烷微生物利用氢气作为能源,将DIC合成有机碳,并产生碱性微环境,促使Ca~(2+)和Mg~(2+)与DIC反应形成碳酸钙镁沉淀.     

太湖流域双酚AF和双酚S人体健康水质基准的研究

作为双酚A(Bisphenol A, BPA)的替代物,双酚AF(Bisphenol AF, BPAF)和双酚S(Bisphenol S, BPS)在工业中被广泛使用.近年来,BPAF和BPS在水环境中不断被检出,由于其难降解特性和较高的毒性效应,可能会对水生态系统和人体健康造成不利影响.基于此,本文以太湖流域为研究对象,开展太湖的人体健康基准研究,依据本土化人体暴露参数、水质参数、BPAF和BPS的生物累积系数等相关数据,推导出太湖流域BPAF和BPS基于人体健康风险的水环境质量基准值(Ambient Water Quality Criteria, AWQC)分别为0.4455μg·L~(-1)和10.02μg·L~(-1).此外,通过对特殊人群和普通人群的人体健康基准值进行比较,发现特殊人群的基准值均低于普通人群的基准值.该研究推导的BPAF和BPS基于人体健康风险的水环境质量基准值,可为我国双酚替代物的环境风险管理、人体健康基准研究和水环境质量标准的修订工作提供技术支持.     

石化企业电力电缆振荡波局部放电检测技术探讨

针对石化企业电力电缆故障率较高的现状,探索了电缆振荡波局部放电检测及故障定位的原理,通过搭建500 m的10 kV高压电缆实验平台,分别开展典型绝缘缺陷的串联谐振、振荡波对比实验研究,并尝试了振荡波局部放电检测方法在企业现场的应用。通过电力电缆振荡波与串联谐振的对比实验发现,在检测电缆绝缘缺陷时二者具有一定的等效性,可以通过局部放电量的大小和变化趋势来综合判定电缆绝缘缺陷的劣化程度,且振荡波检测技术具有测试时间短、设备便携、可准确定位缺陷位置、不会对电缆造成损伤等技术优势,在石化企业具有良好的应用前景。     

溶藻细菌Chryseobaterium sp.S7控藻实验

为使溶藻细菌Chryseobaterium sp.S7在水体修复工程中得到科学应用,在单因素实验的基础上,确定细菌和Chl.a浓度的响应面中心点,以蓝绿藻Chl.a去除率为响应值,以细菌和Chl.a浓度为影响因素,采用Central-Composite响应曲面分析法,研究了影响Chryseobaterium sp.S7溶藻效应的2个重要因素的交互作用,得出Chl.a去除率与细菌初始浓度和水体Chl.a浓度的二次多项式模型。该模型具有显著性高(P<0. 01),模型拟合度好(R~2=0. 9071)等优点。当细菌初始浓度为9. 46×10~6cell/L、Chl.a初始浓度为175. 3 mg/m~3时,Chl.a理论去除率最大(83. 53%)。水槽实验也表明该模型具有一定实用性。针对不同水华水体,可以根据本文建立的模型确定细菌投放量,达到最优控藻效果。研究结果可为应用Chryseobaterium sp.S7控制蓝绿藻引起的水华污染提供参考。     

垃圾填埋场厌氧水解菌降解蛋白质底物实验

采用Hungate厌氧滚管技术,从生活垃圾填埋场中分离纯化出1株厌氧水解菌,接种于酪蛋白底物中进行水解发酵实验,研究其发酵产物(挥发性有机酸醇)和主要类别的挥发性有机物(VOCs)的动态变化规律。结果表明:筛选出的菌株为Sporanaerobacter acetigenes,其可生长温度为20～45℃(最适为37℃),可生长p H为5. 0～9. 0(最适为8. 0)。8种发酵产物中,乙酸的占比最高(为39. 0%),且发酵产物浓度变化曲线呈现出2种类型:Monod型和S型,后者是一种新发现的浓度变化曲线类型。确认了44种VOCs,包括脂类、含硫化合物、烷烃、醇类、烯烃、酸类、萜类、脂环烃、含氮化合物、酮类和芳香烃11类,其中10种VOCs在填埋场现场监测中也有发现。实验发现主要恶臭污染物类别随着降解时间而发生变化:降解前期(0～60 h),主要恶臭污染物类别是脂类和烷烃,变化规律为显著升高后迅速下降,最后保持稳定;降解中后期(60 h之后),主要恶臭污染物类别是脂类、醇类和含硫化合物,其中醇类和含硫化合物浓度变化规律为慢速升高。蛋白质底物的单独降解实验,为掌握混合垃圾组分降解和产VOCs规律提供了参考。     

活性污泥体系中C/N/S对硝酸盐还原过程的影响

采用序批式活性污泥反应器（ASBR）,通过调整进水C/N和S/N,在活性污泥体系中探究电子受体有限的条件下,不同电子供体（有机物或者S^2-）对反硝化和硝酸盐氮异化还原成铵（DNRA）过程的影响.结果表明：较高的C/N进水条件,有利于反硝化过程的进行;而较高的S/N进水条件,更有利于DNRA过程的发生;DNRA过程的特征产物NH₄⁺-N,在C/N/S=2：2：3、2：2：4条件下的出水中较明显,其中C/N/S=2：2：4条件下,NH₄⁺-N浓度达到最高为10.65mg/L.说明在电子受体有限时,过量的电子供体可促使反硝化向DNRA过程转变.采用16SrRNA分子生物学技术对不同C/N/S下的微生物菌群结构进行分析,发现与氮还原相关的Proteobacteria、Anaerolineae、Bacteroidia、Actinobacteria等菌群丰度较高,且Actinobacteria菌与DNRA过程相关.不同电子供体环境下氮转移途径的研究可为污水处理过程中碳,氮,硫的同步去除提供指导.