石臼漾人工湿地冬夏季全程氨氧化微生物的分布、群落结构及其影响因素研究

湿地作为水体与陆地之间的过渡地带,具有独特的生态环境特性,是氮循环反应的关键区域.研究湿地生态系统中的全程氨氧化过程（complete ammonia oxidation,comammox）,解析该区域中comammox细菌的分布与群落结构特征,补充了此前该新型氨氧化微生物在湿地生态系统中分布特征的研究空白,对于完善comammox细菌在各种不同生态系统中分布情况的研究具有重要意义.本研究在石臼漾人工湿地中于冬夏两季分别采集了大沟中心、大沟边缘、小沟中心和小沟边缘的表层沉积物样品,利用PCR、荧光定量PCR和amoA功能基因高通量测序等方法,解析人工湿地中comammox细菌的时空分布与群落结构特征.主要研究结果如下：①所有样品中均检测到了comammox细菌,其丰度为1.77×10⁵~4.07×10⁷ copies·g^-1.冬季,comammox细菌丰度在大沟中高于氨氧化细菌（ammonia oxidizing bacteria,AOB）和氨氧化古菌（ammonia oxidizing archaea,AOA）,在小沟中高于AOB,但低于AOA;夏季,comammox细菌丰度在所有样点中均高于AOB和AOA.②冬夏两季样品中,comammox细菌丰度与底物NH₄⁺-N浓度均呈负相关关系,且夏季样品中呈显著性负相关.③主坐标分析（Principle Coordinate Analysis,PCoA）与多样性分析结果表明,comammox细菌群落结构具有空间异质性,且冬季物种多样性高于夏季.     

武汉月湖和莲花湖表层沉积物中持久性有机物的污染状况

采用气－质联用技术分析了武汉汉阳月湖和莲花湖的4个表层沉积物样品中的有机污染物,探讨了两湖沉积物受持久性有机物污染的程度。月湖中共检测出124种有机物,其中属环境优先控制污染物和美国EPA筛选的内分泌干扰物19种;莲花湖中共检测出186种有机物,环境优先控制污染物和美国EPA筛选的内分泌干扰物34种。主要污染物包括：酞酸酯、酯类、酚类、杂环和苯及其衍生物等。污染物浓度顺序为L1＞L2＞Y2＞Y1,莲花湖中有机物浓度明显高于月湖。两湖邻苯二甲酸酯的含量最高,占了污染物总量的96%~98%,邻苯二甲酸乙基己基酯（平均值 17 59903 ng/g 干重）和邻苯二甲酸二丁酯（平均值 2 515.76 ng/g 干重）是两湖沉积物中的主要酞酸酯类污染物。     

嗜联苯红球菌B403对酚类污染物的降解特性及动力学分析

为提高降酚菌株的降酚能力,实验测定了嗜联苯红球菌B403对6种酚的最小抑菌浓度,考察了该菌在不同碳源条件下的生长与降酚特性及其关联,进而研究其降解动力学规律。结果表明,菌株B403对苯酚、间甲酚、邻苯二酚、对硝基苯酚、2,4-二氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚的最小抑菌浓度分别为1 190、630、700、140、70、48 mg·L~(-1),菌株B403对苯酚、间甲酚、邻苯二酚表现出较强的耐受性。分别以这3种酚为唯一碳源,该菌株能有效降解苯酚和间甲酚,无机盐培养基中处理30h后,苯酚、间甲酚、邻苯二酚的降解率分别为97.85%、100%、56.54%;当有其他有机碳源存在时,菌株B403的生物量大幅度提高,3种酚的降解效率也显著提高,处理15 h后LB-无机盐混合培养基中苯酚、间甲酚、邻苯二酚的降解率分别为98.92%、99.93%、94.35%。菌株B403的降酚动力学过程符合Haldane模型,菌株B403降解苯酚的动力学参数为q_m=0.503 h~(-1),K_s=270.9 mg·L~(-1),K_I=69 mg·L~(-1);降解间甲酚时,q_m=0.672 h~(-1),K_s=171.9 mg·L~(-1),K_I=23.74 mg·L~(-1);降解邻苯二酚时,q_m=1.749 h~(-1),K_s=541.9 mg·L~(-1),K_I=42.61 mg·L~(-1)。根据动力学方程,推论降解苯酚、间甲酚、邻苯二酚的最佳浓度分别为136.4、87.4、116.1 mg·L~(-1)。综合上述结果,其他有机碳源的存在可以显著提高该菌株降酚能力和降解效率,在工业含酚废水治理及有机质丰富的酚类污染土壤修复领域具有一定的应用潜力。     

活性污泥-生物膜一体化反应器对废水中苯酚的降解性能

利用活性污泥-生物膜一体化反应器处理含苯酚废水,考察了反应器对苯酚和COD的处理效果以及反应器运行中生物膜干质量(SS)、挥发性干质量(VSS)、活性生物量、脱氢酶活性(DHA)、胞外聚合物(EPS)的变化,探究了生物膜特性与废水处理效果之间的关系.结果表明:在进水苯酚质量浓度由50mg·L-1逐步提高到500mg·L...     

菹草残体厌氧分解过程中上覆水的硫酸盐还原特征

在富营养化淡水湖泊中,微生物对水生植物的厌氧分解会导致局部水域泛黑发臭,产生草源性"湖泛"现象,但是当前对上覆水中硫酸盐还原细菌(SRB)在水生植物残体分解中的作用还不甚了解.本研究通过室内模拟实验,分别向湖水(本底硫酸根浓度为40 mg·L~(-1))中添加不同浓度的硫酸根,研究了硫酸根浓度升高对上覆水中SRB参与水生植物菹草(P.crispus)残体分解的影响.结果表明,硫酸根浓度升高显著促进了上覆水中硫酸盐还原作用,实验第50 d时,添加了40 mg·L~(-1)硫酸根实验组(40S)中可溶性硫化物(∑H_2S)为(100.11±5.08) mg·L~(-1),远高于未添加硫酸根对照组(CK)的(46.83±3.79) mg·L~(-1).硫还原细菌如脱硫化弧菌属(Desulfovibrio)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)和脱硫微菌属(Desulfomicrobium)在40S中的相对丰度显著高于CK(p0.05),而脱硫化孢弯菌属(Desulfosporosinus)则在CK中的相对丰度更高,这说明硫酸根浓度升高促进了菹草残体厌氧分解过程中某些特定种属SRB的生长繁殖.此外,硫酸根浓度升高也影响了菹草厌氧分解过程中有色溶解有机物(CDOM)组分含量的变化,类腐殖质组分在第63 d的荧光强度显著高于第10 d(p0.05),这说明硫酸根浓度升高促进了菹草厌氧分解过程中类腐殖质的产生.本研究对于进一步认识淡水水体中硫酸盐还原的环境效应及生物学机制具有重要意义,也为富营养化水体生态系统修复提供理论依据.     

全细胞脂肪酶(菌)对SBR系统中微生物群落演替的影响

将具有油脂污水处理功能的全细胞脂肪酶(菌)制剂,直接加入到SBR系统的活性污泥中,应用PCR-DGGE技术的应用,研究该制剂对活性污泥中微生物群落演替的影响。16S rDNA DGGE图谱表明投加全细胞脂肪酶(菌)制剂72h后,菌群丰富度Rs为57%、与空白组的48%相比变化不明显,不同样品相似性系数Cs在48.1%~74.4%之间,表明投加全细胞脂肪酶(菌)对活性污泥中原核微生物群落的演替没有明显影响。18S rDNA DGGE图谱表明,投加全细胞脂肪酶(菌)制剂72 h后,菌群丰富度Rs为72%、与空白组的22%相比存在显著性的差异,不同样品相似性系数Cs在14.5%~73.7%之间,而且优势菌体也发生动态变化,表明投加全细胞脂肪酶(菌)后,对活性污泥中的真核微生物群落演替影响明显。     

全细胞脂肪酶(菌)对SBR系统中活性污泥性能的影响

将全细胞脂肪酶(菌)以产脂肪酶微生物的形式直接投加到SBR内,与投加野生型酵母菌及空白对照进行比较,研究其对活性污泥性能及含油脂废水处理效果的影响。结果表明,在15～20℃,pH 6.5～7.5,进水油脂浓度2 000 mg/L的条件下,投加一定量全细胞脂肪酶(菌)的SBR系统间歇处理4 d,活性污泥增殖速度加快,是投加野生型酵母菌的1.3倍。静置30 min时活性污泥SV达到45%,SVI为151,MLSS最高可达2 965 mg/L左右,絮凝时间缩短且无污泥膨胀现象。投加全细胞脂肪酶(菌)的SBR系统中,油脂去除率为86.5%,COD去除率为79.5%,与投加野生型酵母菌的SBR系统相比去除率提高了1.3倍。说明投加全细胞脂肪酶(菌)后活性污泥性能增强,油脂废水处理效率提高。