土壤微生物膜对沙生植物幼苗光合和荧光特性的影响

为揭示土壤微生物膜对沙生植物幼苗光合和荧光特性的影响,以沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)和沙打旺(Astragalus laxmannii)幼苗为研究对象,设置不同菌剂施用方式(喷施、混施)和施用量(0、1、3、5、7 g·kg^(-1)和10g·kg^(-1))开展盆栽试验,比较分析土壤微生物膜形成后植物气体交换和叶绿素荧光特征。结果表明:(1)当菌剂施用量>3 g·kg^(-1)时,固结层硬度、厚度和土壤脲酶、蔗糖酶活性均显著高于对照组(P<0.05)。(2)在3~7 g·kg^(-1)菌剂处理组沙打旺净光合速率显著高于对照组(P<0.05),且蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)和胞间CO_(2)浓度(Ci)均显著高于沙冬青(P<0.05)。(3)当菌剂施用量>5 g·kg^(-1)时沙打旺最大光化学效率(F_(v)/F_(m))显著高于对照组(P<0.05)。除3 g·kg^(-1)处理组之外,沙冬青F_(v)/F_(m)和光化学猝灭系数(QP)均高于沙打旺。(4)土壤特性、光合气体交换和叶绿素荧光三者为部分中介模型,土壤特性的改变能直接影响沙冬青和沙打旺叶绿素荧光特性。土壤微生物膜使固结层硬度和厚度平均提高3.84%和152.85%,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性平均增强93.37%、170.68%和256.03%。其通过改善土壤质量、提高叶片气孔导度从而增强沙冬青和沙打旺光合效率和能力,使沙打旺和沙冬青净光合速率平均提高28.48%,F_(v)/F_(m)平均提高0.84%。

人工回灌水-岩接触面微生物膜效应研究

人工回灌是解决地下水超采问题的有效措施之一。在回灌过程中,由于回灌水源和目标含水层存在明显的物理、化学和生物梯度,导致水-岩接触面上发生强烈且复杂的生物地球化学反应,进而在回灌过程中引起含水层的堵塞。目前,学界对含水层微生物堵塞的研究主要集中在介质内部,而对回灌水和介质(水-岩)接触面上微生物膜的形成规律及其对介质渗透性影响的定量研究则相对缺乏。文章选取山东省青岛市大沽河下游地下水源地为研究区,开展回灌模拟试验。分析水-岩接触面上细菌的生长规律及其分泌胞外聚合物特征,解析微生物膜效应下含水介质渗透性的时空变化规律,揭示人工回灌过程中水-岩接触面微生物膜对含水层堵塞的影响机制。研究表明,膜效应是导致含水层微生物堵塞的关键,破坏已形成的生物膜可以迅速恢复介质透水性。水-岩接触面上微生物堵塞的演变可以分为3个阶段:缓慢堵塞期、快速堵塞期以及稳定堵塞期。该研究可为人工回灌含水层堵塞的防治和地下水资源的可持续利用提供重要科学依据和理论支撑。

不同材质的微生物捕捉滤膜在屏障环境设施中的应用效果初探

目的通过探究不同材质滤膜的微生物捕捉性能,评估其对屏障环境实验设施中啮齿类动物健康状况的监测效果。方法以嗜肺巴斯德杆菌和金黄色葡萄球菌为代表菌株,在实验室条件下模拟滤膜捕捉微生物的过程,以捕捉粉尘质量、最低检测限度及荧光定量PCR检测的Ct值差异综合评估5种具有吸附、透气性能的自选材质滤膜(M1~M5)和商品化捕捉滤膜(T1)的微生物捕捉效果。将性能最优的自选材质滤膜置于屏障设施内笼架的通风管道中,用相应笼架的哨兵鼠作为对照组,以表皮葡萄球菌和大肠埃希菌为指示菌,计算阳性检出率和符合率,探讨其作为微生物捕捉滤膜在屏障设施内监测实验动物健康状况的可行性。结果从捕捉粉尘质量看,自选材质滤膜M3(滤径为0.1µm的无纺布可作为材质)的捕捉效果仅次于T1,捕捉量达0.126 g;对于金黄色葡萄球菌,除M4外,其余材质的滤膜最低检测限度均为102 CFU/g;对于嗜肺巴斯德杆菌,所有滤膜的最低检测限度皆为102 CFU/g;但M3的荧光定量PCR扩增结果Ct值显著小于其他材质,故5种自选材质滤膜中M3的捕捉效果最好。滤膜检测验证实验中,表皮葡萄球菌在哨兵鼠粪便和M3中的阳性检出率分别为50.00%(6/12)和58.33%(7/12),符合率为92%;大肠埃希菌在哨兵鼠粪便和M3中阳性检出率均为50.00%(6/12),符合率为100%。结论5种自选材质滤膜中,M3捕捉效果最佳;在屏障环境设施内,M3对于表皮葡萄球菌的监测效果优于哨兵鼠。因此,滤径为0.1µm的无纺布可作为微生物捕捉滤膜材质,为笼架排风粉尘PCR监测用微生物捕捉滤膜的材质选择和应用提供借鉴经验。

微生物生物被膜在水土保持中的应用研究

水土保持是粮食生产的基础保障,受人类活动及环境变化的影响,我国水土流失严重。随着科技和生物学的发展,土壤中微生物的生命活动对土壤的影响受到越来越多的关注。土壤中的微生物以游离形式和生物被膜形式存在。文章阐述了土壤中生物被膜的胞外多糖和γ-聚谷氨酸在保持土壤的水肥、改善土壤结构以及增加土壤的稳定性等方面的价值,并分析了微生物生物被膜在水土保持和生态农业中的未来潜力。

硫酸盐还原菌在顶空体积变化条件下所致镍的微生物腐蚀研究

目的通过改变厌氧瓶内顶空体积,研究硫酸盐还原菌(SRB)对金属镍的微生物腐蚀(MIC)机理,进而为镍基合金的腐蚀防护提供依据。方法通过生物学检测技术、表面分析技术和电化学技术,评估了金属镍的MIC行为。结果随着顶空体积的增大,更多的H2S以气体的形式析出到顶空,液相中硫化物浓度越低,SRB浮游和固着细胞数越高,点蚀坑越深,镍的腐蚀速率越高。在200mL的固定培养基体积下,顶空体积为90 mL和450 mL的镍试样失重分别是10 mL时的1.1倍和1.4倍,相应的点蚀坑深度分别增加了1.6倍、2.3倍。在孵育7 d后,顶空体积为450 mL时低频阻抗模值最低,同时获得最大的腐蚀电流密度,达到7.64×10^(-6) A·cm^(-2)。结论利用细胞外镍氧化释放的电子在SRB细胞质中进行硫酸盐还原在热力学上是有利的,SRB所导致的镍的腐蚀属于EET-MIC。

氧化铁-多孔陶瓷复合填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率的影响研究

试验旨在研究氧化铁-多孔陶瓷复合填料在净化养殖废水中氨氮和化学需氧量(COD)的效率及氧化铁薄膜的理化性质。利用多孔陶瓷作为载体,将氧化铁薄膜负载在陶瓷表面,依靠氧化铁与微生物之间的偶极作用,使微生物能够在陶瓷表面具有更高的挂膜效率,检测2种填料净化养殖废水中氨氮和COD的去除效率。结果表明,氧化铁薄膜负载的多孔陶瓷复合填料比单一多孔陶瓷填料,净化养殖废水中COD和氨氮的去除效率分别提高1.27倍和1.07倍。研究表明,负载有氧化铁薄膜的多孔陶瓷填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率对比单一多孔陶瓷填料具有一定优势。

模拟微生物膜作用下AH32船用钢的腐蚀行为

在AH32船用钢表面制备了模拟微生物膜,对模拟微生物膜覆盖下的AH32钢在海水中的腐蚀行为进行了研究。研究结果表明,模拟微生物膜覆盖下AH32钢的腐蚀速率随着海水流速、温度的升高而增大,海水中NaCl浓度对腐蚀速率影响较小。膜内FeS以及膜外有机酸使AH32船用钢的腐蚀速率显著增大,基于海藻酸钠/FeS复合体系模拟生物膜的存在显著改变了AH32船用钢的腐蚀行为。

给水管网中管壁微生物膜对消毒副产物生成的影响

本文对比分析了常用的饮用水消毒技术;介绍了消毒副产物的来源、生成机理、危害及控制途径;综合分析了给水管网管壁微生物膜的生长特性及形成机理。最后,简要提出了管壁微生物膜对消毒副产物生成影响的研究思路。

微生物膜对海洋无脊椎动物幼体附着变态的影响研究

一般来说，一旦把表面洁净的载玻片等附着基浸入海中，在数分钟到数小时内，该附着基的表面将迅速形成微生物膜。起初，各种有机物会吸附在附着基的表面，进而引起附着基表面的电荷变化。随后，海洋细菌开始在该基质上附着和繁殖，并分泌胞外多糖类等有机物，在附着基的表面上形成细菌黏膜。由于细菌分解有机物产生CO2、NH3，附着硅藻、原生动物以及其他微细藻类开始在基质上附着，最终形成微生物膜。

微生物膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为研究微生物膜在厚壳贻贝稚贝附着过程中的作用,通过海洋化学生态学和分子微生物学方法分析了微生物膜形成过程中其干重、附着细菌密度、底栖硅藻密度、叶绿素a含量等随日龄变化情况及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。同时,利用DGGE指纹图谱技术对不同日龄微生物膜中的细菌群落结构多样性进行了分析。结果发现,微生物膜的干重、附着细菌密度及底栖硅藻密度明显随着日龄的增加而增加,在28 d达到最高值,其干重、细菌和硅藻密度分别为0.87 mg/cm2、1.5×107/cm2、1.0×106/cm2,均与日龄显著相关。叶绿素a含量在14 d时达到最大,为2.2μg/cm2,随日龄的增加呈持续下降的趋势,相关性分析表明叶绿素a含量与日龄无直接关系。随着日龄的增加,微生物膜诱导的稚贝附着率逐渐增加,28 d时达到最高值,为76%。相关性分析显示,微生物膜的活性与干重、附着细菌密度及底栖硅藻密度显著相关,其相关性系数分别为0.717、0.711和0.754。然而,微生物膜的附着诱导活性与叶绿素a无直接相关性。细菌群落结构在厚壳贻贝稚贝附着过程中发挥了重要作用。

低盐度形成的微生物膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为研究环境因子在厚壳贻贝(Mytilus coruscus)稚贝附着过程中的调控作用,作者探讨了低盐度对微生物膜生物构成、群落结构的影响及所形成微生物膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响。在实验室条件下,研究微生物膜的日龄与干质量、细菌密度和硅藻密度、叶绿素a含量的关系及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。通过DGGE指纹图谱技术对微生物膜中的细菌群落结构多样性进行了分析。研究发现,盐度13和23时形成的微生物膜能有效促进厚壳贻贝稚贝的附着,且盐度23、28 d时稚贝附着率最高,达到72%。相关性分析表明,微生物膜的诱导活性与盐度、干质量、细菌密度、硅藻密度、日龄呈显著正相关性,与叶绿素a无相关性。微生物膜的干质量、附着细菌密度及底栖硅藻密度明显随着日龄的增加而增加,叶绿素a含量与微生物膜日龄无显著相关性。细菌群落在厚壳贻贝稚贝附着过程中发挥重要调控作用。

海水中微生物膜的生长对金属腐蚀过程的影响

综述了微生物膜在微生物腐蚀 (MIC)及生物污损过程中的作用、微生物膜对金属腐蚀过程的影响、微生物膜的生长、检测和控制方法 ,着重讨论了它对金属材料电化学行为的影响 .

单室型无质子膜微生物燃料电池协同去除COD和含氮污染物

分别驯化、培养厌氧消化菌和反硝化菌,以间距180μm(80目)的不锈钢网为电极,构建了单室型无质子交换膜微生物燃料电池(MFC)污水处理系统,厌氧消化菌在阳极附着成膜组成生物阳极氧化去除有机污染物,反硝化菌在阴极附着成膜组成生物阴极反硝化去除含氮污染物,实现污水深度处理。在电池系统稳定运行期间,最高开路电压为182.5 mV时,COD的去除率为96.5%;NH4+-N和NO3-N的去除率分别高于93.5%和96.7%,出水中NO2-N的含量低于0.072 mg L 1。当阳极室和阴极室分开时,COD、NH4+-N和NO3-N的最大去除率之和分别为67.0%、76.9%和84.0%,均明显低于阳极室和阴极室连通的MFC系统的去除率,这表明该MFC系统具有良好的有机污染物和含氮污染物协同去除能力。

BOD快速测定传感器的微生物膜固定方法研究

分别采用海藻酸钠包埋法、醋酸纤维素夹层法、戊二醛－牛血清白蛋白交联法等几种物理、化学方法制备固定化微生物膜，并采用自制的微生物ＢＯＤ传感器试验了各种膜对电极响应灵敏度、线性范围、响应时间、稳定性和寿命等性能的影响。比较了不同ｐＨ、温度和交联剂、包埋剂用量下该传感器的性能，获得了较满意的结果。实验表明，以交联法制备的传感器性能最佳，电极寿命达４０ｄ，测定ＢＯＤ值时间为１０－１５ｍｉｎ，方法的重现性和精密度均达ＢＯＤ测定要求。本研究对于实现快速测定ＢＯＤ传感器的商品化具有重要意义。

微生物腐蚀研究中微生物学方法和微生物膜的化学分析

综述了当前微生物腐蚀(M IC)研究中使用的微生物学技术,主要包括微生物培养和微生物直接检测技术两大方面.对微生物膜中生物大分子化学分析做了介绍.

膜曝气生物膜反应器微生物膜结构研究进展

无泡曝气膜生物反应器(MABR)是一种具有广泛应用前景的新型有机废水处理技术.综述了MABR微生物膜特征、膜结构表征方法、微环境底物传质、微环境群落生态及生理学研究进展,并指出当前MABR微生物膜特性研究存在的问题与方向,为MABR技术的研究、开发与应用奠定基础.

北京市模拟给水管网管壁微生物膜群落分析

以北京市模拟给水管网管壁微生物膜为研究对象,采用HPC(异养菌平板计数)和PCR-SSCP(单链构象多态性)方法,分析模拟给水管网管壁微生物膜异养菌数目和微生物群落结构.结果表明,在相同流速条件下,镀锌钢管的管壁微生物数量约为PVC管的5倍.在相同材质的镀锌钢管内,死水区的HPC计数量约为0.6 m.s-1,是流速区的1/5.计数结果的差异可能与不同材质表面的光滑度及流速造成微生物生长所需的氧气和营养基质不同有关.而不同材质和不同流速区微生物群落的SSCP电泳图谱则显示为一样,均在相同位置出现同样条带.测序结果显示,SSCP电泳图中的3条带与蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus,GenBank登录号为AB190077)、假单胞菌(Peudomonas sp. yged143,GenBank登录号为EF419342)和未分类细菌(Bacterium UASWS0134,GenBank登录号为DQ190347)的同源性分别为100%、99%和94%.测序结果的一致性可能与取样点为同一模拟管网,距离比较接近,不同微生物容易在其中流动和转移有关.而潜在致病菌蜡状芽孢杆菌和假单胞菌的存在则提示应该更加重视饮用水的微生物安全性.

微生物被膜形成因子及其对厚壳贻贝附着的影响

为调查环境因子对微生物被膜形成能力的影响以及在此条件下形成的微生物被膜对厚壳贻贝Mytilus coruscus稚贝(壳长为1.81 mm±0.13 mm)附着的影响,通过显微共聚焦技术和荧光染色技术,探讨了在18℃条件下盐度为10、20、30时和盐度为30的条件下温度为8、18、28℃时,环境因子对希瓦氏细菌Shewanella loihica ECSMB14101形成微生物被膜产生的影响,调查了上述环境下形成微生物被膜的细菌密度、分布、膜厚等生物学特性及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。结果表明:S.loihica ECSMB14101形成微生物被膜的最终密度随盐度的升高而增加;不同密度的微生物被膜诱导活性不同,且与盐度呈线性关系;微生物被膜上细菌密度随温度的升高而增多,在8℃和18℃时对稚贝的附着诱导活性有显著性差异(P<0.05),附着率分别为31%和68%,18℃与28℃时的微生物被膜诱导活性无显著性差异(P>0.05);随盐度和温度的上升,微生物被膜上的细菌分布逐渐密集,膜厚显著增加,且在盐度为30、温度为28℃条件下微生物被膜的膜厚达到最大值(4.4μm±0.1μm);在温度为18℃、盐度为30条件下,膜厚的最大值为(4.3±0.1)μm。研究表明,盐度和温度改变微生物被膜的生物学特性,并导致贻贝附着率的显著差异。

海洋环境中微生物膜吸附动力学过程对钝态金属开路电位变化特征的影响

采用荧光显微技术研究了自然海水中微生物在两种钝态金属表面的吸附动力学过程与其开路电位正移之间的关系.高钼钢和1Cr18Ni9Ti电极在海水中浸泡了10 d左右,1 d后两种钝态金属腐蚀电位正移约200 mV.研究发现微生物向钝态金属表面附着的初期对金属的开路电位影响最大,随后腐蚀电位增加缓慢.在吸附过程中微生物在钝态金属表面附着数量随时间增加呈负指数增长.给出了微生物附着的动力学方程,并对其进行了讨论.两种钝态金属开路电位的变化和其表面微生物数量增加有着相似的趋势:开路电位在微生物附着过程中迅速增加,微生物附着达到平衡后钝态金属开路电位增加缓慢.这说明在微生物附着初期对钝态金属电位正移影响最大,随后阶段影响逐渐减弱.

微生物膜BOD电极的研究

本文介绍了用四种微生物膜制备的BOD电极及其测定废水BOD的试验情况,结果表明,电极对BOD际准物质线性响应范围为10—60mg/L,响应达到平衡时间为4 min(对低限浓度溶液)到7 min(对高限浓度溶液),连续稳定地工怍寿命在20天以上;用该电极和BOD_s标准法对照测定7种废水的BOD值,测定结果的相关性较好。