外加碳源影响水体异养反硝化脱氮的研究进展

近年来,水体硝酸盐污染受到世界范围内的广泛关注,从去除硝酸盐污染和降低脱氮成本两个方面考虑,生物反硝化法是比较经济、实用的方法。目前,反硝化过程主要是通过异养反硝化作用实现,碳源作为反硝化过程的电子供体,是影响反硝化过程的主要因素,当污水中碳氮比偏低时,需要考虑添加额外碳源提高异养反硝化作用速率,保证反硝化过程的正常进行。针对现有问题综述常用的几种主要外加碳源以及它们对反硝化作用的影响,为今后寻找到更加经济、有效的外加碳源提供参考。     

耐冷高效亚硝酸盐型反硝化细菌的分离、筛选与鉴定

在10℃条件下,以亚硝酸钠为唯一氮源从长期淹水的冬水田中分离得到了12株亚硝酸盐型反硝化细菌.采用乙酸钠为唯一碳源,以高效去除亚硝酸盐氮和总氮且产生较低生物量氮为主要指标筛选出了一株反硝化能力最强的亚硝酸盐型反硝化细菌,命名为Y-12.研究发现,该菌在20℃条件下,对亚硝酸盐氮和总氮的去除率分别为99.87%和57.74%,产生了3.25 mg·L-1的生物量氮;在15℃条件下,对亚硝酸盐氮和总氮去除率分别为99.48%和51.53%,产生了3.00 mg·L-1的生物量氮.对其16S rRNA基因序列进行分析,发现该菌与恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的同源性达到99%;对其特异性磷脂脂肪酸进行分析,发现与恶臭假单胞菌(Pseudomonas-putida-biotype A)的相似指数为0.469,初步鉴定为恶臭假单胞菌.     

紫色母岩覆盖层控制底泥磷释放的效果及机制

选取重庆地区分布面积较广的3种紫色母岩(飞仙关组、蓬莱镇组和遂宁组),和2种经众多研究证明可有效控制底泥污染物释放的岩石(石灰石和方解石)作为活性覆盖材料,进行底泥覆盖模拟实验,研究紫色母岩覆盖层对底泥磷素释放的控制效果及机制.结果表明,3种紫色母岩覆盖层对底泥总磷向上覆水体释放的抑制作用较强,远好于方解石与石灰石(P0.05).其中,飞仙关组紫色母岩覆盖层对底泥总磷向上覆水体释放的抑制效果最好,抑制率为94.4%.5种覆盖材料均可促进底泥总磷的释放与转化,显著促进底泥OP原位转化为Ca-P,而3种紫色母岩覆盖层更有利于底泥释放出的磷转化为无机磷和有机磷.同时,5种覆盖材料均会改变底泥及上覆水体微生物的群落结构,其中PLFA16:0标记的细菌数量与上覆水体的总磷含量呈显著负相关.     

1株高效去除氨氮的红假单胞菌的分离鉴定及特性

从云南某一沼泽地中分离筛选出1株可降解氨氮的光合细菌psb1,细胞形态及活细胞特征吸收光谱与红假单胞菌属(Rhodopseudomonas sp.)基本一致.光合细菌16S r DNA特异引物扩增序列比对结果表明,菌株psb1与Rhodopseudomonas sp.同源性达99%,且细菌叶绿素Y亚基的蛋白质序列比对结果表明,菌株psb1与Rhodopseudomonas palustris相似性最大,为99%.但生理生化特征及其主要脂肪酸分析发现菌株psb1与Rhodopseudomonas palustris有较大差异,菌株psb1不能利用葡萄糖和甘露醇等,且含特定脂肪酸C_(18:1ω6c).单一因素实验结果表明:菌株psb1最适生长温度和p H分别为40℃和7.0,最优生长氮源为酵母膏;初始p H为6.0~7.0,30℃条件下厌氧光照培养,投加0.4%的psb1菌剂对模拟废水中氨氮的去除率达99%以上.说明光合细菌psb1为Rhodopseudomonas属的一个新菌,能高效去除氨氮,在景观水体水质调控中具有重要应用前景.     

植物促生菌在重金属生物修复中的作用机制及应用

重金属污染是导致生态和环境退化的主要因素之一.土壤重金属污染会降低土壤质量、农作物产量和品质,甚至威胁人类健康.因此,优化土壤重金属污染治理措施,对于农业高产优质可持续具有重要意义.诸多国内外学者在重金属污染植物修复方面开展了大量研究,但由于受土壤和气候环境条件的影响,其修复效率受到制约.微生物与植物的协同修复被认为是环境胁迫条件下提高重金属污染修复效率的一种有效手段.耐重金属的植物促生细菌（PGPB）不仅可以促进植物生长,提高对生物胁迫（如病原菌）和非生物胁迫（如干旱、高盐、极端温度和重金属等）的抗性,还可以改变土壤中重金属的生物利用度和毒性,从而提高植物对重金属的修复效率.系统地梳理了耐重金属的PGPB在促进植物生长,增强植物抗逆性和影响重金属生物利用度方面的作用机制,并进一步综述了近年来国内外关于PGPB在生态修复中的应用和研究进展.     

不同紫色母岩对景观水体氮磷及有机物去除的影响

选取重庆地区分布面积较广的蓬莱镇组(S1)、沙溪庙组(S2)、飞仙关组(S3)和遂宁组(S4)这4种不同紫色母岩,将其灭菌后加到未灭菌的取自西南大学崇德湖的景观水体中,进行生态缸构建,研究不同紫色母岩理化性质对水体中氮磷及有机物去除的影响.结果表明,实验条件下,S1组对水体总氮、总磷及氨氮去除效果最好,去除率分别为45.1%、62.3%、90.0%;S4组对水体中COD去除效果最好,去除率为94.5%;实验前后紫色母岩中氨氮含量变化均不明显,说明紫色母岩的吸附作用不是导致水体中氨氮下降的主要因素;砷对硫酸盐还原菌有抑制作用,铜、镁对革兰氏阴性菌有促进作用,水体中微生物多样性与总氮含量正相关;微生物群落结构与环境因子的PCA分析得出母岩通过释放矿质元素影响水体中微生物群落结构及组成,从而影响水体氮磷及有机物去除.     

典型油田多环芳烃污染对土壤反硝化微生物群落结构的影响

油田区土壤具有潜在的PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbons)污染风险,而以硝酸根为电子受体的反硝化作用可能在PAHs的厌氧代谢中起到重要作用.以具有50多年历史的江汉油田区域为对象,从该油田的油井口附近采集了9个土壤样品,编号为JH-1~JH-9,以反硝化相关的nir K(Cu-亚硝酸还原酶基因)和nirS(细胞色素cd1-亚硝酸还原酶基因)为分子标识,通过定量PCR及克隆文库结合T-RFLP(terminal-restriction fragment length polymorphism)的方法,研究典型油田区土壤反硝化微生物的群落结构,并探讨其与土壤环境因子之间的关系.结果表明,该油田区土壤中nirK基因的丰度高于nirS基因,PAHs含量最高的土壤样品(JH-4)中反硝化功能基因nir K和nir S的丰度均最低,相关性分析表明,土壤nir K及nirS基因的丰度均与土壤PAHs含量呈显著负相关(nirK:R2=0.54,P0.05;nirS:R~2=0.58,P0.05).克隆文库及T-RFLP的结果则表明,该油田土壤中nirK基因的群落组成在不同样品间的变异较大,且PAHs含量最高的JH-4中该基因的群落组成与其它各样品有明显的不同,RDA(redundancy analysis)的分析结果进一步表明除有效氮、有效磷外,土壤PAHs含量也是影响nirK型反硝化微生物群落组成的重要因子.相较于nirK,该油田区土壤中nirS基因的群落组成在不同样品间的差异较小,但发现nirS型假单胞菌的丰度与土壤PAHs含量呈正相关,表明具备较强有机污染物降解能力的假单胞菌属可能在该区域土壤PAHs的反硝化代谢中起到重要作用.     

一株耐酒精纤维素分解菌的分离鉴定及生长条件研究

木薯酒精糟因其低营养高含水量而难以利用和处理,目前对新鲜木薯酒精糟主要采用机械脱水及干燥的方法,但此类方法的经济成本和能耗都较高,很难形成产业化。该实验在木薯酒精糟中通过用刚果红培养基初筛和杜博氏培养基复筛得到一株耐酒精的纤维素分解菌,编为13号。经16S rRNA序列鉴定与链霉菌同源性达99%。其最适生长pH值为6.5,最适生长温度为40℃。对酒精有一定的耐受性,能在酒精浓度为6%的环境中生长,并且在酒精浓度为1%时对菌株生长影响不大。同时该菌能在40℃的温度条件下保持良好的生长态势,对适应废物堆肥发酵后期熟化产生有益次生代谢产物有利。所以利用此菌耐酒精、产纤维素酶且较耐高温等特性,对于处理含酒精的纤维素废物具有较好的应用前景。     

臭氧和光合细菌联合修复景观水体的研究

研究了臭氧和光合细菌联合处理景观水体,结果表明,在控制水体pH值为7.5,按照1 L样品通臭氧25 min(每h产生1.5 g)后,在向其中加入4亿个光合细菌大约静置5 d,景观污水将得到较好的净化效果。根据目前的臭氧制取技术,每制取1 kg臭氧约耗电在20 kW·h,按照每分解1 kg COD需要3 kg的臭氧计算,则每处理1 kg COD需要28元左右。较高的运行费用也是这一技术未能大规模应用的主要因素之一。但是该实验利用臭氧和光合细菌联合处理景观水的方法每处理1 kg COD只需要16.5元左右,大大节约了成本,还提高了效率。因此通过臭氧和光合细菌联合处理技术,净化景观水体中的有机物污染和改善景观水体水质,既节约了成本,又达到了很好的效果。