醌指纹法指示三氯乙烯污染土功能微生物活性应用研究

基于对有机污染场地生物修复潜能评价需求,通过微宇宙试验探讨了醌指纹法解析三氯乙烯(TCE)污染土壤功能微生物活性的潜力。为此,探讨了土壤TCE的降解过程,绘制了土壤醌指纹图谱,通过与现有醌的谱库对比解析了醌指纹图谱并筛选出TCE污染土壤具有指示功能菌群活性潜能特征醌。根据总醌浓度(TQ)和特征醌浓度变化,解析了降解过程中活性微生物量变化和功能菌群活性变化并验证了其可分别作为反映活性微生物量和功能微生物活性潜在指标的可行性。结果表明,主要降解期间在0~50 d,TCE的降解率均在65%以上,三组土壤TCE生物降解途径存在差异;UQ-8、UQ-9、MK-6、MK-8为TCE污染土壤中的特征醌;TQ和微生物量碳(MTOC)、特征醌总浓度与脱氢酶活性均存在显著正相关(P<0.05)。因此,醌指纹法可为有机污染场地监测自然衰减风险管控或生物修复的实施提供重要的监测方法指导。

ITFB强化除氨及醌指纹生物群落结构分析

通过改变内循环生物流化床(internal-circulation three-phase bio-fluidized bed,ITFB)的启动水质,提高N/C组成以强化流化床后期的硝化作用.结果表明,高N/C和低进水COD是强化除氨的必要启动条件;强化启动后以模拟生活污水为研究对象,在HRT为2h时,可以实现COD和氨氮的同时高效去除,氨氮的平均去除率为74%,出水氨氮浓度小于10 m g/L.研究利用醌指纹技术对反应系统中微生物群落结构变化进行了跟踪分析,结果表明经过强化除氨启动后,内循环生物流化床生物膜中以Nitrosomonas europaea为代表的硝化细菌数量有所增加;而以Acinetobactersp.和Pseudomonassp.为代表的变形细菌的γ亚类数量减少.EQ值始终在0.5左右变化表明生物膜中微生物种群的分布均匀性变化较小.所有测试样品中UQ/MK的比值均大于1,说明生物膜系统中以革兰氏阴性菌为主.

微生物醌指纹法在环境微生物群体组成研究中的应用

微生物醌是能量代谢过程的电子传递体,不同的微生物含有不同种类和分子结构的醌。因此,环境样品中微生物醌的组成,即醌指纹可在一定程度上反映微生物的群体结构。本文简要介绍了微生物醌的分析方法,并利用醌指纹对活性污泥中的微生物群体组成进行了解析。

醌指纹技术解析MBR污泥膨胀过程中微生物群落特性

采用膜生物反应(MBR)工艺连续流小试处理生活污水,对其膨胀过程进行机理解析.结合显微观察和醌指纹技术,对活性污泥混合液中的微生物群落结构的生态演替过程进行连续监测分析.结果表明,MBR内活性污泥微生物多样性低于普通活性污泥,微生物醌的类型也有所区别.MBR内活性污泥从未膨胀到膨胀严重期的活性污泥微生物多样性指数从10.90降到7.12;微生物种分布均匀度指数从0.84降到0.51,发生了逆行演替.对微生物醌组成的分析发现,微生物优势种群随环境变化而波动,UQ-9和MK-6在丝状菌膨胀的污泥中呈现明显优势.

活性污泥醌指纹分析的拓展操作条件研究

针对醌指纹法分析活性污泥微生物群落结构时遇到的实际问题,对两个重要拓展实验条件进行考察,结果表明:-20℃冷冻活性污泥,对微生物醌的萃取和发现没有明显影响,对微生物群落结构分析的准确性几乎没有影响,因而活性污泥可以在-20℃冷冻保存;改变高效液相色谱仪(HPLC)的设定温度不会影响醌的发现,但是提高温度将会缩短实验时间.

醌指纹法及其在环境微生物领域的应用

微生物在环境中的丰度和多样性受到广泛关注。系统介绍了一种通过分析微生物菌群中电子传递体的种类和数量来表征其群落丰度和多样性的方法--醌指纹法。综述了醌指纹法的原理和检测分析手段,归纳了醌指纹法在废水处理、水体、土壤和堆肥环境场景中的应用,此外还分析了醌指纹法的优缺点。最后,对醌指纹法在未来微生物治理领域的应用进行了展望。

植物根系分泌物分析及对湿地微生物群落的影响研究

植物是人工湿地的重要组成部分,其通过根系分泌物对湿地中的微生物群落结构产生影响。本研究分析了美人蕉(Canna indica)、茭白(Zizania caduciflora)、千屈菜(Lythrum salicaria Linn)等3种湿地植物的根系分泌能力及分泌物组成。3种植物的根系分泌物主要组成物质相似,均含有小分子有机酸、酚类、芳香族蛋白质,但各组成比例有所差异。分泌能力则随生长周期持续下降,千屈菜的分泌能力远强于美人蕉和茭白。本研究利用醌指纹研究人工湿地中微生物群落结构,结果发现不同湿地植物对湿地中微生物的组成和多样性产生显著影响。

胞外酶对堆肥中微生物群落演替的影响

研究了添加黄孢原毛平革菌胞外酶对农业废物堆肥中木质纤维素降解及微生物群落演替的影响.结果表明,堆肥初期,胞外酶对微生物生长具有抑制作用,且随堆肥时间的延长逐渐减弱;堆肥后期,胞外酶可提高微生物群落的多样性和均匀性,并促进木质素和半纤维素的大量降解.醌指纹数据显示,胞外酶并未引起新的优势醌的出现,进入高温期后,以MK-7为主要醌类的微生物作为优势菌群,且这种优势一直存在;堆肥后期胞外酶对甲基萘醌影响较大,可促进长链甲基萘醌的出现.主成分分析表明,胞外酶对醌种类演替的影响主要作用在3d和40d,这与非相似性指数结果一致,并使真菌在整个体系中影响力加大.

卷贝对活性污泥微生物群落的影响

微生物的群体组成是决定生物处理系统降解污染物能力的重要因素之一,在利用软体动物门腹足纲微型动物——卷贝进行活性污泥减量的应用研究基础上,本文利用醌指纹法分析了活性污泥被卷贝摄食前后的微生物的群体组成.结果表明,在500 ind/m3~5000 ind/m3密度范围内活性污泥中卷贝的存在对微生物的多样性及种的均匀性没有明显影响,从而为生物法减量活性污泥的污水处理系统的进一步研究奠定基础.

铅污染对垃圾堆肥中微生物群落演替规律的影响

以醌指纹法为主要监测手段,结合聚类分析方法,研究了Pb作用下堆肥微生物群落的演替过程.结果表明,Pb对微生物总量和群落多样性均存在抑制,但群落多样性水平在堆肥末期基本恢复.Pb能促进微生物群落均匀性的增长,加速缩小群落中各类微生物之间生物量的差距.醌指纹数据显示,Pb污染垃圾堆肥过程中的优势菌群与未污染参照体系中一致,未出现新的优势菌群.以MK-6和以Q-8为主要醌类的微生物对Pb耐受性较低,而以MK-7(H4)和以Q-7为主要醌类的微生物在Pb的作用下迅速增长,呈现出较强的耐Pb性.聚类分析表明,Pb对微生物群落的影响,在一次发酵初期表现最为明显,但随堆肥过程的推进而呈减缓趋势,这与堆肥过程对重金属毒性存在一定弱化作用有关.