煤化工污泥的微生物种群结构与水分分布特征

现代煤化工产业是实现煤炭资源清洁化利用的重要途径,煤化工生产过程会产生大量含水率高、脱水性差的煤化工污泥,是制约煤化工产业发展的典型难处理固废。煤化工污泥的脱水性受污泥中微生物种群结构及水分分布特征的影响,对其解析将有助于揭示煤化工污泥的束水结构并可为煤化工污泥高效脱水方法的研发提供一定的理论指导。本研究以煤制烯烃污泥及煤制油污泥为研究对象,采用16s rRNA基因测序解析其微生物种群结构,通过差示扫描量热法(DSC,differential scanning calorimetry)和低场核磁共振法(LF-NMR,low-field nuclear magnetic resonance)表征污泥的水分分布特征。结果表明:两种煤化工产业选取的污水处理工艺不同,导致煤化工污泥的微生物种群结构存在一定差异,但变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)是两种污泥中的主要菌种;LF-NMR法测得水分分布更为准确,根据污泥中水的结合能可将其划分为结合水、机械结合水以及自由水,污泥中大部分水分(90%以上)为机械结合水;采用能够破坏污泥絮体及微生物群落结构的脱水方法,可以进一步实现煤化工污泥的高效、深度脱水。

溶解壳聚糖的酸性电解水对土壤中微生物种群结构的影响

人与自然和谐相处,生态和经济可持续发展,是21世纪的主题。崇尚自然,维护环境,是现代绿色消费的潮流。随着电解水在农业领域的应用,电解水农业理念的提出,电解水肥系列产品的推出,在促进种子萌发与植物的光合作用,农作物的杀菌、驱虫,农副产品的防霉保鲜,以及提高农产品品质,对土壤酸、碱度的中和改良等作用明显,真正做到了“用自然的力量,创造健康的生活”,为中国绿色农业的发展开辟了新路径。

沈抚灌区含油污水灌溉对稻田土壤微生物种群及土壤酶活性的影响

通过对沈抚灌区长期污水灌溉造成的石油污染状况的调查,从土壤微生物种群数量和土壤酶活性的角度评价了含油污水灌溉对土壤生态系统的影响.结果表明,石油污染物在灌区干渠和支渠中的积累和分布趋势大体上是上游地区较严重,下游地区较轻.干渠上游污染最严重的样点总石油烃(TPH)含量高达5213.37mg·kg-1.在目前污染程度下,含油污水灌溉刺激了土壤中好氧异养细菌(AHB)和真菌的生长,土壤中总石油烃(TPH)含量与AHB和真菌数量的相关系数分别为0.928(P<0.001)和0.772(P<0.05).土壤脱氢酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性与土壤中TPH含量呈显著正相关,相关系数分别为0.974(P<0.001),0.957(P<0.001)和0.886(P<0.001).而土壤脲酶活性与土壤中TPH含量呈显著负相关,相关系数为-0.814(P<0.05),可作为石油污染的敏感生化指标.各样点土壤的底物诱导呼吸(substrateinducedrespiration/SIR)率与土壤中TPH含量、细菌数量及土壤脱氢酶活性密切相关,统计表明,相关系数分别为0.916(P<0.001)、0.770(P<0.001)和0.903(P<0.001).

DGGE污泥堆肥工艺微生物种群结构分析

用DGGE指纹图谱技术对污泥堆肥工艺中的细菌种群动态变化及多样性进行了研究.结果表明,生物法污泥堆肥周期小于8d.对污泥堆肥各工艺环节样品进行DGGE指纹图谱和相似性系数Cs值分析,发现随着反应的持续进行,微生态结构的Cs值越来越高,说明微生物种群结构愈趋稳定.证实污泥微生态能迅速进行优胜劣汰的筛选,调整内部细菌种群结构,从而达到适应环境的目的.在发酵过程中形成的优势细菌种群能长时间保持稳定.

碳源对反硝化生物滤池系统运行及微生物种群影响

采用大型中试反硝化生物滤池系统,针对乙酸钠、乙酸和甲醇3种实际工程中拟选用的碳源的处理效果与种群进行了系统的试验研究。试验发现乙酸钠、乙酸和甲醇为碳源,硝酸盐去除率均可达90%以上,北方冬季更适宜采用甲醇为碳源。与乙酸和乙酸钠相比,甲醇为碳源所用投加量最低,费用最少,反冲洗周期最长,且对出水浊度的影响最小。以乙酸钠、乙酸和甲醇为碳源初期启动出现了大量的亚硝酸盐累积,经驯化后可逐渐消失;但以甲醇为碳源,当碳源投加量不足时,会再次出现亚硝酸盐累积问题。以乙酸钠和乙酸为碳源与以甲醇为碳源DNBF中的微生物种群存在显著差别,可明显观察到甲醇为碳源时滤料表面生物膜几乎全部为杆菌,并由粘性物质连接。

氰胺类肥料对连作土壤微生物种群结构的影响

采集连续种植茄子4年以上的连作土壤进行室内培养,将传统的人工培养法和现代分子技术PCR-DGGE法相结合,旨在探明长期连作蔬菜土壤施用石灰氮和双氰胺(dicyandiamide,DCD)以及配施稻草后的微生物种群结构变化。结果表明:石灰氮处理能有效提高连作土壤中细菌和放线菌的数量,减少真菌的数量,提高细菌/真菌比值(B/F)和放线菌/真菌比值(A/F),改变土壤微生物的种群结构,促使连作土壤从真菌主导型向细菌主导型转化,将失衡的微生物区系恢复到健康状态,从而起到防治土传病害的作用;双氰胺的处理效果不如石灰氮处理。PCR-DGGE的研究结果也表明,氰胺类肥料改变了连作土壤细菌和真菌的种群结构,产生了一些新的种属和优势种群,也对一些种群有抑制作用;氰胺类肥料均提高了土壤细菌和真菌的多样性指数和丰富度。石灰氮对连作土壤微生物种群结构的改变大于双氰胺,配施稻草明显有利于氰胺类肥料对连作土壤微生物种群结构的改善。土壤微生物区系结构的改变可能是氰胺类肥料防治土传真菌病害的主要机制之一。

普洱茶不同贮藏时期微生物种群的鉴定

本研究在8个不同贮藏时期的普洱茶中鉴定出黑曲霉、产黄青霉、根霉、木霉、灰绿曲霉、酵母、芽孢杆菌、无芽孢杆菌、球菌、乳酸菌、放线菌等微生物类群。

DGGE、T-RFLP、LH-PCR对两种活性污泥的微生物种群多样性分析的比较

采用基于PCR扩增的分子生态技术DGGE、T-RFLP和LH-PCR,对2种典型污水处理系统中的活性污泥(生活污泥、焦化污泥)进行微生物种群多样性分析;并以此比较3种技术的优劣,提出不同应用条件下研究方法的选择依据。根据实验结果:DGGE得到的条带较多,但误差来源也最多;T-RFLP技术较为灵敏,但需要选择适当的内切酶,严格控制酶切条件,并且文库比对误差较大;而LH-PCR操作简单,结果稳定性较高。虽然目前尚无法判断3种方法的准确性,但LH-PCR在活性污泥的微生物种群多样性分析中已显示出潜在优势。

处理印染废水的厌氧折流板反应器中的微生物种群组成及分布规律

设计出一个由12个隔室组成的厌氧折流板反应器(ABR),并将其应用于高浓度、高色度的印染废水生物处理,取得了良好效果。研究着重考察该反应器在处理印染废水过程中不同隔室的微生物种群构成,并分析与印染废水处理效率密切相关的具有脱色功能和苯胺降解功能的两类细菌的分布规律。结果表明,在处理印染废水的ABR反应器中,可培养的优势菌群以芽孢杆菌属(Bacillus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、丛毛单胞菌属(Comamonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和水螺菌属(Aquaspirillum)为主,且在ABR的前段、中段及后段隔室中不同种类的优势菌群存在数量差异;好氧及兼性厌氧优势菌群的数量随着废水在ABR隔室中的折流前进而逐渐减少;厌氧微生物的数量变化规律则是先增多,后减少;产甲烷活性在前段隔室中相对较低,后段隔室则相对较高。脱色菌在ABR的前段隔室中分布相对较多,后段隔室中分布相对较少;苯胺降解菌则呈现出在前段隔室中分布相对较少,后段隔室中分布相对较多的规律,这两类功能菌的分布与ABR不同隔室中色度下降、苯胺产生和消减之间密切相关。

长期灌溉含多环芳烃污水对稻田土壤酶活性与微生物种群数量的影响

以沈抚污水灌区为例,研究了长期灌溉含多环芳烃(PAHs)污水对稻田土壤酶活性、微生物种群数量的影响。结果表明,灌区稻田土壤PAHs含量在319.5～6362.8μg.kg-1。长期污水灌溉导致稻田土壤PAHs含量严重超过环境标准。随清水连续灌溉年限的增加,土壤PAHs总量不同程度降低直至低于土壤PAHs环境质量标准。相关性分析表明,在目前污染程度下,灌区稻田3大土壤微生物类群和主要功能群的种群数量主要受土壤理化性质的影响,受PAHs含量影响不明显。土壤全氮含量与细菌数量呈极显著正相关(P<0.01)。土壤酶活性受到土壤养分和PAHs污染的双重影响,土壤有机碳和全磷含量分别与脱氢酶、多酚氧化酶和脲酶活性呈极显著正相关(P<0.01),PAHs含量分别与脱氢酶和脲酶活性呈极显著正相关(P<0.01),与多酚氧化酶活性呈显著正相关(P<0.05)。

利用FISH和DGGE对产甲烷颗粒污泥中微生物种群的研究

利用FISH和DGGE技术对厌氧反应器内处于不同运行阶段的4个产甲烷颗粒污泥进行研究,考察其中真细菌和古细菌的种群结构,并对其中的优势古细菌进行系统发育分析.FISH结果表明,颗粒污泥中真细菌含量明显高于古细菌,真细菌主要分布在颗粒污泥外层,古细菌则主要分布在内层;DGGE结果表明,随着反应器COD负荷的增加以及运行时间的延长,真细菌种群结构相对较稳定,而古细菌种群结构则发生了较明显变化,其中占优势的古细菌种类逐渐减少;将有代表性的7个古细菌条带切胶回收并测序,结果显示,反应器运行后期占优势的菌种主要包括甲烷微粒菌(Methanocorpusculum)、甲烷杆菌(Methanobacterium)和甲烷髦毛菌(Methanosaeta)等.

反硝化聚磷菌的SBR反应器中微生物种群与浓度变化

依据DPB原理,以SBR反应器富集反硝化聚磷菌,进行各阶段的泥水混合液中微生物浓度与种群变化的研究。研究结果表明:聚磷菌\反硝化聚磷菌的浓度分别增加为原来的94和75倍。第2段运行后,常规聚磷菌和部分放线菌被淘汰,污泥沉降比(SV)的变化为反应器细菌变化提供了指示作用。好氧段中硝化菌、亚硝化菌浓度明显比厌氧段的高。好氧段中亚硝化菌下降为原来的0.63倍,但硝化菌的浓度增加为最初的19.3倍。反硝化菌、聚磷菌的浓度比反硝化聚磷菌多。反硝化菌的浓度先上升后下降,第2段淘汰了常规的反硝化菌。反应器中有一定量的发酵菌和产乙酸菌,但无产甲烷菌。富集后聚磷菌的种类减少且集中,反硝化聚磷菌以假单胞菌属、棒状杆菌属为主,肠杆菌科和葡萄球菌属次之。

厌氧折流板反应器(ABR)中微生物种群演替特征

采用SEM,FISH和PCR-DGGE技术对ABR(厌氧折流板反应器)各隔室中厌氧颗粒污泥进行分析,考察微生物形态、真细菌数量及种群结构演替过程,并对优势菌种进行了系统发育分析.结果表明:ABR反应器颗粒污泥微生物中杆菌占优势,其中前端的微生物生长较好,活性高;沿反应器流程方向,各隔室微生物总量逐渐降低,真细菌相对丰度随之递减,其中1#隔室真细菌相对丰度最高,为65.9%,而5#隔室只有27.2%.此外,ABR反应器前端以真细菌为主,而后端隔室古细菌含量升高,微生物种群随流程发生显著演替,但5个隔室间真细菌的Shannon-Wiener多样性指数没有显著性变化.UPMGA聚类分析表明,1#隔室与2#隔室的微生物群落相似性为77%,4#隔室与5#隔室的相似性为85%,3#隔室与其他隔室的相似性均较低,表明ABR反应器前端以发酵产酸作用为主,后端以产甲烷作用为主,ABR反应器具有明显的分阶段多相工艺特点.

厌氧颗粒污泥中微生物种群变化的分子生物学解析

荧光定量-聚合酶链式反应(RTQ-PCR)与荧光原位杂交(FISH)技术对厌氧反应器内不同状态下颗粒污泥中微生物种群的数量变化与空间分布进行研究.结果发现,颗粒污泥中真细菌明显多于古细菌,但随着厌氧反应器有机负荷的提高,古细菌明显增加,其中产甲烷丝菌也明显增加;真细菌多分布生长在颗粒污泥的外层,而对环境条件敏感的古细菌多分布生长在内层,且随着反应器有机负荷的提高,这种层状分布的特点更为明显.

基于高通量分析流通方式对大目金枪鱼品质与微生物种群变化影响

为综合分析大目金枪鱼在冷链(CK)与断链(L1)流通过程中的品质与菌群结构变化,以期为水产品流通保鲜提供理论参考,分别对两种流通方式的温度波动进行模拟,通过理化指标(pH值与总挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)值)、微生物指标(菌落总数与嗜冷菌数)表征其品质变化,由高通量测序研究两种流通方式在各流通阶段的微生物菌群变化规律.结果表明,CK组样品在-55℃的各指标几乎不发生变化,4℃后样品中的微生物指标明显增长.L1组样品随着温度波动,其pH值呈先降后升的变化趋势,TVB-N值、菌落总数与嗜冷菌数均高于CK组样品,且在168 h后由于温度波动,其变化趋势显著,样品超出生食标准.高通量测序结果发现,CK组样品在流通末期(SM-HR)的优势菌主要为热死环丝菌(Brochothrix thermosphacta)、内生菌(Endophytes)、雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、不动杆菌属(Acinetobacter spp.)、芽孢杆菌属(Bacillus spp.)与假单胞菌属(Pseudomonas spp.);而L1组样品在流通末期(R-FT)的主要菌为热死环丝菌、内生菌、雷尔氏菌、不动杆菌属、溶杆菌(Lysobacter)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas spp.)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter spp.)与希瓦氏菌属(Shewanella spp.).

强化反硝化除磷对A^2O工艺微生物种群变化的影响

强化A2O工艺中的反硝化除磷比例,是提高该工艺处理低C/N比污水时脱氮除磷效率的有效途径。采用52.5 L的A2O反应器处理实际生活污水,研究了系统在不同的反硝化除磷比例情况下微生物的种群变化及关系。试验结果表明,随着水质条件及运行状态的改变,系统反硝化除磷的比例也在变化,同时微生物种群结构表现为一种动态的演替过程,工艺条件与微生物的种群结构具有很强的映射关系。测序结果表明,具有传统除磷功能的Acinetobacter在系统反硝化除磷得到强化的时候会逐渐被淘汰,而Uncultured Chlorobi bacterium会逐渐得到增殖,可能是系统中具有反硝化除磷功能的微生物。

绿肥对番茄发病率和土壤微生物种群数量的影响

在露天栽培条件下,研究套种翻压不同绿肥对番茄土传病害的抑制作用和对土壤微生物种群数量的影响。通过套种小油菜、芥菜疙瘩、香菜、水萝卜、花椰菜5种蔬菜做绿肥翻压,统计分析了露天番茄青枯病的发病率、产量和耕层土壤微生物种群数量。结果表明,与不套种相比,套种翻压小油菜效果最好,番茄青枯病的发病率显著降低,产量增加21.98%;其次是套种翻压水萝卜,番茄青枯病发病率降低,产量增加19.58%;套种翻压芥菜疙瘩显著降低番茄青枯病的发病率,但对番茄的产量影响不大。绿肥均能明显增加耕层土壤中真菌和放线菌的数量,细菌数量呈现小幅增加趋势。因此,套种翻压小油菜和水萝卜能够降低露天番茄青枯病的发病率,提高番茄产量。

pH对低温除磷微生物种群与聚磷菌代谢的影响

在5°C条件下通过运行SBR生物除磷反应器和静态实验考察pH对低温生物除磷系统的影响。pH不仅影响生物除磷反应器的性能,而且也会影响生物除磷系统的微生物种群结构。在pH为6的条件下长期运行的生物除磷系统中聚糖菌大量存在;而在中性（pH=7）和弱碱性（pH=8）条件下,聚磷菌在活性污泥中占有优势地位。静态实验结果表明,当pH在6~8.5之间变化时,聚磷污泥的厌氧释磷能力随pH的升高而提高。pH在6~8之间变化时,乙酸吸收和PHB的合成能力随着pH升高而加强,当pH升高到8.5时,PHB合成能力下降,从而抑制了好氧段磷酸盐的吸收。pH为8时,生物除磷系统实现了充分的释磷和吸磷,并取得了最好的除磷效果。

20℃EGSB反应器中颗粒污泥的微生物种群结构分析

利用PCR-DGGE和RTQ-PCR等技术,对6个取自20℃下小试EGSB反应器中不同有机负荷下的颗粒污泥进行研究.结果表明,在20℃下反应器有机负荷从1.5 kg/(m3.d)逐渐提升至10.0 kg/(m3.d)的过程中,未对其污泥中古菌和真细菌的种群结构产生明显影响,各污泥样品中古菌种群相似性较高,其多样性指数分别为5.51、5.88、5.47、5.25、5.32和5.11;除接种污泥外,其余5个污泥样品中真细菌种群相似性也较高,其多样性指数分别为2.97、5.07、5.44、6.38、6.66和5.21;6个污泥样品中主要优势古菌为Methanobacterium、Methanocorpusculum、Methanosaeta和Methanospirillum等,随着有机负荷的增加和运行时间的延长,与氢营养型产甲烷菌Methanocorpusculum parvum和Methanospirillum hungatei相似的菌种的优势地位明显增强;各污泥样品中古菌的相对数量先略有降低而后逐渐升高,最终明显超过接种时的水平.

降解五氯酚厌氧生物反应器微生物种群结构的分子特性研究

采用PCR DGGE技术,对降解PCP厌氧生物反应器污泥颗粒化过程微生物种群结构的时空分布变化特性进行了初步研究.结果表明,随着PCP负荷增加与污泥的颗粒化,污泥真细菌、古细菌组成均发生明显变化.当反应器稳定运行时,反应器内上下层污泥微生物种群结构组成相似,真细菌相似性Cs在71 4～77 6之间,古细菌Cs在70 4～76 7之间.反应器一旦受污染物负荷冲击干扰,反应器上下层污泥真细菌组成相似性Cs降至43 3,古细菌降至35 2.测序表明,颗粒污泥中存在不可培养的脱氯细菌,优势产甲烷细菌为Methanosaetaconcilii、Methanobacteri umsp.、Methanobrevibactersp.和Methanothrixsoehngenii.