微囊藻水华期间水体及藻体上细菌的动态

通过对水体中及附着在藻类上的细菌数量、代谢活性细菌、Chl.a浓度等的研究,探讨了藻类与细菌之间的代谢耦联关系,结果表明:1)水体中细菌的丰度随着Chl.a浓度的增加而逐渐增大(r2=0.466,P<0.05),但其峰值滞后于Chl.a;附在藻体表面上的细菌也呈现出相似的变化规律;2)水体中代谢活性细菌数量与总细菌数量显著相关(r2=0.678,P<0.05);附着在藻体上的代谢活性细菌虽然总数量低于水体中的代谢活性细菌,但二者之间亦存在显著的相关性(r2=0.836,P<0.05).3)藻类表面附着细菌的数量取决与藻类的生长状况,附着在藻类体上的代谢活性细菌的比率均高于水体中代谢活性细菌的比率,且在水华盛行期间呈逐渐增加的趋势.

人工诱导水库分层水体提前混合对细菌群落结构和代谢活性的影响

水库水体分层是导致底层水体厌氧,产生内源污染的重要原因,人工强制混合充氧可以使分层水体提前实现完全混合,当秋冬季气温低于混合水温时,停止混合充氧系统水体仍可自发地持续进行混合,极大地延长了底层水体及沉积物的好氧周期.上述阶段中,人工强制混合期底层水体温度逐渐升高直至完全混合,自然混合期混合水体温度持续下降,溶解氧保持在7.84~9.86 mg·L^(-1).为研究人工诱导水体提前混合对水源菌群及有机污染物代谢的影响,以西安金盆水库为研究对象,在原位监测水质指标的基础上,采用高通量DNA测序技术和Biolog技术分析细菌群落组成及其代谢活性.结果表明,持续自然混合期金盆水库优势菌门为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria),二者相对丰度之和占细菌群落的60.9%~66.2%.放线菌门(Actinobacteria)中的优势菌为CL500-29_marine_group(15.96%),其次为hgcl_clade(9.25%).水库水体在完全混合初期,受温度和溶解氧升高影响,细菌活性相对较高,有机污染物指标高锰酸盐指数和溶解性有机碳(DOC)去除效果显著;混合后期,水温逐渐由14.04℃下降至6.77℃,细菌代谢活性逐渐降低.冗余分析表明,影响细菌群落组成和代谢活性的主要因素为水温和溶解氧.

不同碳源促进污染水体氮素转化的微生态过程

在试验条件下,向氮污染河道水体中C/N按15∶1补加甲醇、乙醇、乙酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、羧甲基纤维素钠,检测水体氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、总氮的变化,以及在此过程中水体细菌胞外酶活性、细菌群落结构的变化。结果显示,除甲醇、羧甲基纤维素钠外,补加有机碳源显著降低了水体氨氮的含量,水体β-葡萄糖苷酶活性在碳源补加后快速增加,补加葡萄糖、蔗糖、麦芽糖的水体中细菌群落结构明显异于其他处理,表明添加有机碳源可显著加快污染水体中氮素的转化,水体微生物在此过程中起到关键作用。水体细菌群落结构和代谢活性对不同类型有机碳源有着不同的响应,因而添加不同有机碳源对水体氮素转化具有不同的促进作用。

分层型水源水库沉积物需氧量特性

为探明分层型水源水库沉积物需氧量(SOD)特性及其影响因素,选取西安金盆水库主库区上覆水体流速较低的库心区及流速较高的入库口两处沉积物进行对比实验,估算水体不同扰动条件下沉积物需氧量,利用Biolog-Eco平板和三维荧光光谱(EMMs)技术从底栖微生物群落代谢活性和沉积物有机质两方面对取样点沉积物需氧量的差异性进行分析.结果表明,静止条件下,入库与库心沉积物在较高溶解氧时(约5 mg·L-1)的沉积物面积需氧量SOD5area分别为0.13 g·(m2·d)-1和0.36g·(m2·d)-1,库心约为入库的2.69倍.动态条件下,沉积物-水界面上覆水扰动增加使沉积物需氧量增加,沉积物耗氧动力学由一阶动力学方程逐渐向零阶动力学方程转变.入库与库心沉积物有机质含量分别为44.43 mg·g-1和45.12 mg·g-1,库心沉积物的可溶解性有机质(DOM)的总荧光强度约为入库的1.5倍.有机质含量更高的库心沉积物细菌群落代谢活性(以AWCD表征)更强,表明高含量有机质和较强细菌代谢活性是引起库心沉积物需氧量大的主要因素.将深层水库水体耗氧过程的研究结果与现有充氧曝气技术进行结合,可为提高曝气器充氧效率提供科学依据.