污水处理厂活性污泥工艺中微型动物的生活习性、功能作用、研究方法与毒性响应

微型动物(原生动物和微型后生动物)是污水处理厂活性污泥微生物群落的重要组成部分。活性污泥工艺的运行状态直接决定了微型动物的种群组成,反之,微型动物也会影响到生物工艺的处理效率。微型动物具有指示、促进絮凝和净化出水等功能,并且可以通过捕食优化细菌群落改善活性污泥工艺处理效率。因此,对于活性污泥微型动物的研究具有重要的科学和实践意义。文中对活性污泥微型动物的生活习性和功能作用进行了系统综述,在此基础上,介绍了常见的微型动物群落研究方法和个体分离培养方法,并且详细介绍了毒性物质对微型动物的影响以及微型动物对部分污染物质的降解去除能力。文章提供的信息可以为后续的活性污泥微型动物研究工作提供一定的新思路和新启发。

基于PacBio 16S rRNA基因全长测序调查某校园水体微生物群落结构及多样性研究

水体是校园环境的重要部分,了解水体特征对于校园水体治理和完善校园生态环境研究具有重要意义。采用PacBio 16S rRNA基因全长测序技术,对某校园水体微生物群落的结构及多样性进行分析。结果显示各处校园水体的群落丰度与多样性呈现出差异,源湖、南一楼西湖和东湖的微生物群落丰度和多样性要高于东九湖、醉晚亭西湖和东湖。具体表现为水体的菌门和菌属的组成与丰度有所不同,呈现出复杂的变化情况。Beta多样性分析结果显示空间距离小的水体的微生物组成更为相似。水体微生物群落多样性受到NH_(3)-N、TP、DO等多种环境因子的共同作用。

真菌对重金属Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ),As(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)耐受性的比较研究

从两种不同土壤环境中筛选获得19株真菌,并对其重金属耐受性进行比较分析。其中,从重金属污染严重的湖南水口山有色金属矿区土壤中筛选获得17株真菌,经鉴定分别属于曲霉属、木霉属、青霉属和镰孢属;从重金属污染较轻的廊坊经济开发区绿化用地中筛选获得2株真菌,经鉴定均为黑曲霉。研究重金属对不同土壤环境中分离的真菌的最小抑制浓度(MICs),分析菌种、生存环境、重金属浓度等因素对真菌重金属耐受性的影响,探讨真菌耐受高浓度重金属的机理。研究表明,从矿区分离获得的真菌中,Aspergillus niger PTN84等可耐受144 mmol/L Pb(Ⅱ),A.terreus PTN21,A.flavus PTN29和Trichoderma asperellum PTN1可耐受36 mmol/L Cd(Ⅱ),Fusarium sp.PTN12,A.terreus PTN21和T.asperellum PTN1可耐受36 mmol/L Cu(Ⅱ),Fusarium sp.PTN12可耐受72 mmol/L As(Ⅲ),整体上其重金属耐受能力高于文献报道的菌株,在重金属土壤修复方面具有潜在的应用价值。

长江下游厌氧氨氧化细菌标记基因相对丰度及影响因素

为探索河流系统中厌氧氨氧化细菌的分布情况,于2014年春秋两季采集长江下游6个断面的水体和沉积物样品,通过宏基因组测序方法,根据优化序列与自建厌氧氨氧化细菌标记基因hzsA, hzsB, hzsC, hdh数据集的比对结果,计算各基因相对丰度。结果表明,水体溶解氧浓度较高导致厌氧氨氧化细菌标记基因丰度极低,而沉积物中各基因相对丰度较高,平均值分别为4.540×10^(-10), 4.939×10^(-10), 4.333×10^(-10)和2.859×10^(-10)。随着温度升高,秋季沉积物中各基因相对丰度显著高于春季。大通、南京和徐六泾沉积物中各基因相对丰度较高,这与人类活动扰动的增强以及入海口盐度升高有关。物种分类鉴定结果表明,长江下游沉积物中厌氧氨氧化细菌在属水平上以Candidatus Brocadia和Candidatus Jettenia为主。厌氧氨氧化细菌标记基因相对丰度与NO_2^--N,NO_3^--N和NH_4^+-N等理化因子相关,并且,由于NO_2^--N浓度远远低于NH_4^+-N,因此NO_2^--N浓度是长江下游沉积物中厌氧氨氧化细菌生长的限制性因子。

水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例,考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下,总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器,探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果,并运用高通量测序技术,分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明,温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累;水体扰动会加速底泥中氮素释放,且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比;溶解氧对底泥氮素释放有显著影响,曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后,反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势;在反应器运行的第65天,底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%,底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构,发现底泥中Proteobacteria,Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加,PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。

丹江口水库上下游古菌优势菌群落结构特征分析

采用16S rRNA Illumina Miseq高通量测序技术,分析丹江口水库库区及汉江下游古菌物种组成,并对大坝上、下游水体与沉积物中占优势的氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)和产甲烷古菌(Methanogenic archaea)群落结构进行分析。结果表明,优势种群落结构组成受到水体与沉积物样本差异的影响,可由氨氧化古菌的好氧特性与产甲烷古菌的厌氧特性合理地解释。网络图分析表明,丹江口水库上游氨氧化古菌与产甲烷古菌具有显著的相关关系。受丹江口水库运行的影响,大坝下游水体及沉积物中氨氧化古菌丰度皆比大坝上游少,而沉积物中产甲烷古菌丰度较高,二者间相关性不明显。

纳米技术在水中病毒灭活中的应用:对新型冠状病毒SARS-CoV-2传播阻断的启示

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情给人类社会发展和生命健康造成了巨大威胁,由于新型冠状病毒(SARS-CoV-2)在水中的稳定性,城市污水成为该病毒最集中的污染源之一,因此如何杀灭主要水媒介中的病毒也成为了科学领域关注的重要问题。新冠病毒在结构上由具有遗传效应的RNA链和蛋白衣壳组成,可受活性氧物种(ROS)攻击解体而被灭活。生化代谢的阻断和结构的破坏也是新冠病毒灭活的有效方法。纳米材料因其表面和界面效应、独特的微观结构及优异的物化性质,在新冠病毒杀灭中有很好的应用前景。本文在探讨新型冠状病毒结构组成以及其在水环境中的存活及传播特征的基础上,全面综述了纳米材料在光催化、非均相催化高级氧化、离子毒性灭活和结构效应等方面于灭活病毒中的应用,深入探究了病毒灭活行为及机理。基于此,结合新冠病毒的结构组成及传播特征,深入探讨了不同纳米技术的新冠病毒灭活中的潜在应用。该综述可为环境纳米技术应用于水中新冠病毒灭活及其在水媒介中的次生传播阻断提供理论依据和实践参考。