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New molecular method to detect denitrifying anaerobic methane oxidation bacteria from different environmental niches 被引量:5
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作者 Sai Xu Wenjing Lu +4 位作者 Farooq Mustafa Muhammad Yanting Liu Hanwen Guo Ruihong Meng Hongtao Wang 《Journal of Environmental Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第3期367-374,共8页
The denitrifying anaerobic methane oxidation is an ecologically important process for reducing the potential methane emission into the atmosphere.The responsible bacterium for this process was Candidatus Methylomirabi... The denitrifying anaerobic methane oxidation is an ecologically important process for reducing the potential methane emission into the atmosphere.The responsible bacterium for this process was Candidatus Methylomirabilis oxyfera belonging to the bacterial phylum of NC10.In this study,a new pair of primers targeting all the five groups of NC10 bacteria was designed to amplify NC10 bacteria from different environmental niches.The results showed that the group A was the dominant NC10 phylum bacteria from the sludges and food waste digestate while in paddy soil samples,group A and group B had nearly the same proportion.Our results also indicated that NC10 bacteria could exist in a high p H environment(pH 9.24)from the food waste treatment facility.The Pearson relationship analysis showed that the p H had a significant positive relationship with the NC10 bacterial diversity(p0.05).The redundancy analysis further revealed that the p H,volatile solid and nitrite nitrogen were the most important factors in shaping the NC10 bacterial structure(p=0.01)based on the variation inflation factors selection and Monte Carlo test(999 times).Results of this study extended the existing molecular tools for studying the NC10 bacterial community structures and provided new information on the ecological distributions of NC10 bacteria. 展开更多
关键词 NC10 bacteria anaerobic methane oxidation Molecular primer Candidatus Methylomirabilis oxyfera
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n-damo细菌在不同生态环境中的遗传多样性和潜在功能研究
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作者 丁昊 李长鑫 +1 位作者 丁静 兰昊 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期202-211,共10页
反硝化厌氧甲烷氧化(DAMO)是自然环境中减少甲烷排放的关键过程。近年来研究发现,亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化(n-damo)细菌在湖泊、河流、稻田和生物反应器等环境中表现出不同的分布特征和群落格局。然而,以往的环境调研主要集中在单一... 反硝化厌氧甲烷氧化(DAMO)是自然环境中减少甲烷排放的关键过程。近年来研究发现,亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化(n-damo)细菌在湖泊、河流、稻田和生物反应器等环境中表现出不同的分布特征和群落格局。然而,以往的环境调研主要集中在单一生态环境或样本类型,使得n-damo细菌在全球生态格局中的总体作用和分布特征仍然存在一定的未知。此外,在描述不同生态环境中n-damo细菌多样性时,16S rRNA和pmoA基因之间的具体区别或偏好性尚不清楚。因此,为了填补这一研究空白,基于n-damo细菌的两个关键基因,即16S rRNA和pmo A,通过生物信息学分析来评估不同生态系统中n-damo细菌的多样性特征。研究发现,16Sr RNA和pmoA基因所揭示的n-damo细菌遗传多样性和潜在功能存在差异。保守性更高的16S r RNA基因在湿地环境中多样性最高,而在人工富集环境中多样性最低。pmo A基因则在淡水环境中表现出最高的多样性,但也同样在人工富集环境中表现出最低的多样性。热图和韦恩图显示,淡水环境和湿地环境中n-damo细菌的相似性最高,但人工富集和咸水环境下的n-damo细菌与其他环境差异显著。此外,系统发育分析显示,16S rRNA与pmoA基因具有不同的同源模式,16S r RNA因其保守性而具有较高的同源性,而pmo A基因则表现出更多的簇族分化。这些结果为了解DAMO微生物对不同生态系统中甲烷减排和碳氮生物地球化学循环的贡献提供了重要见解。此外,未来n-damo细菌的环境调研工作应同时分析16S rRNA和pmo A基因,从而对n-damo细菌的分布和功能进行更加科学地综合评价。 展开更多
关键词 反硝化厌氧甲烷氧化(DAMO) 亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化细菌(n-damo细菌) 16S rRNA基因 pmo A基因 生物信息学分析 遗传多样性
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利用污泥厌氧化生产的甲烷作为碳源实现垃圾渗滤液脱氮的厌氧菌筛选研究
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作者 刁银珠 《广东化工》 CAS 2024年第20期119-122,79,共5页
垃圾渗滤液作为一种典型的含高氨氮高有机物的污水,其总氮浓度排放要求严格,而传统的异养反硝化需要额外的有机碳,并且会导致二次污染及更多CO_(2)的排放。反硝化厌氧甲烷氧化(DAMO)是一种利用甲烷(CH_(4))作为电子供体和碳源进行反硝... 垃圾渗滤液作为一种典型的含高氨氮高有机物的污水,其总氮浓度排放要求严格,而传统的异养反硝化需要额外的有机碳,并且会导致二次污染及更多CO_(2)的排放。反硝化厌氧甲烷氧化(DAMO)是一种利用甲烷(CH_(4))作为电子供体和碳源进行反硝化的过程,而厌氧消化可以利用污泥中的有机物作为发酵底物,在厌氧条件下生产CH_(4),同时将DAMO与厌氧氨氧化(Anammox)相结合实现垃圾渗滤液的深度和完全脱氮,是一种经济的解决方案。基于此背景,本论文筛选了市面上几种厌氧菌用于污泥产甲烷,从而为后续的深度脱氮实验提供合适的厌氧菌。通过对比后,筛选碧莱清高级厌氧菌CJW388品类作为市售高级厌氧菌剂代表,并以该厌氧菌为添加剂,研究了不同底物种类、底物浓度以及接种比例的条件影响。实验结果发现,在高浓度COD(5000 mg/L)情况下,添加市售菌剂对于乙酸钠和丙酸钠基质产甲烷的提升量和比例基本一致;在低浓度COD(1500 mg/L)进料情况下,添加市售菌剂对于乙酸钠基质产甲烷的提升量和比例远高于丙酸钠基质。 展开更多
关键词 垃圾渗滤液 反硝化厌氧甲烷氧化 厌氧菌 脱氮处理
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厌氧氨氧化菌种类及其与各类功能菌在ANAMMOX系统内的协作 被引量:9
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作者 李权 王少坡 +3 位作者 李博洋 张鹏达 于静洁 孙力平 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期10-16,共7页
对目前所发现并报道的共计6个属27种厌氧氨氧化菌进行了总结,结合厌氧氨氧化与短程硝化、短程反硝化、反硝化、厌氧甲烷氧化以及硫自养反硝化5类耦合脱氮工艺,介绍了厌氧氨氧化菌与氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化菌、硫自养反硝化菌... 对目前所发现并报道的共计6个属27种厌氧氨氧化菌进行了总结,结合厌氧氨氧化与短程硝化、短程反硝化、反硝化、厌氧甲烷氧化以及硫自养反硝化5类耦合脱氮工艺,介绍了厌氧氨氧化菌与氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化菌、硫自养反硝化菌以及厌氧甲烷氧化菌之间的相互协作过程,比较了各工艺的优势与不足,归纳了5类耦合工艺的研究重点与难点。认为可以通过多参数在线监测技术的开发及各耦合工艺模型的建立,以达到对反应工况实时控制;同时随着对各生化反应电子传递链,以及基于厌氧氨氧化的污水处理工艺内各功能菌群的协作关系的深入了解,存在问题将迎来更优化的解决方案。 展开更多
关键词 厌氧氨氧化菌 短程硝化 短程反硝化 反硝化 厌氧甲烷氧化 硫自养反硝化
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微生物诱导下甲烷厌氧氧化及碳酸盐矿物生成实验 被引量:6
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作者 刘肖 许天福 +3 位作者 魏铭聪 温玉娟 金光荣 曹玉清 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1473-1479,共7页
从淤泥样品中,培育甲烷氧化菌并对其进行DNA测序;进而在自行研制的反应系统中开展甲烷氧化菌-水-岩石相互作用实验,检测微生物的数量和HCO_3^-质量浓度的变化,最后对岩石样品进行扫描电镜分析。研究结果表明:所培养的淡水甲烷氧化菌为... 从淤泥样品中,培育甲烷氧化菌并对其进行DNA测序;进而在自行研制的反应系统中开展甲烷氧化菌-水-岩石相互作用实验,检测微生物的数量和HCO_3^-质量浓度的变化,最后对岩石样品进行扫描电镜分析。研究结果表明:所培养的淡水甲烷氧化菌为假单胞菌属;微生物注入反应器后有HCO_3^-的生成,HCO_3^-质量浓度变化与微生物数量和活性有关;石英砂表面生成无定形铁白云石、亮白色菱柱状碳酸盐和长石类矿物的中间产物。 展开更多
关键词 甲烷氧化菌 甲烷厌氧氧化 碳酸盐矿物
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浑河底泥反硝化厌氧甲烷氧化菌群落结构时空特征 被引量:6
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作者 王佳 宋永会 +1 位作者 彭剑峰 袁林江 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2015年第11期1670-1676,共7页
为了解在反硝化厌氧甲烷氧化反应过程中起主要作用的微生物——Candidatus Methylomirabilis oxyfera(M.oxyfera)在河流底泥环境中的时空变化特征,利用克隆文库及实时荧光定量PCR技术考察了浑河流域部分底泥中M.oxyfera-like的16S rRN... 为了解在反硝化厌氧甲烷氧化反应过程中起主要作用的微生物——Candidatus Methylomirabilis oxyfera(M.oxyfera)在河流底泥环境中的时空变化特征,利用克隆文库及实时荧光定量PCR技术考察了浑河流域部分底泥中M.oxyfera-like的16S rRNA和pmo A功能基因的多样性及丰度.结果表明:从浑河上游至下游丰水期各采样点底泥中M.oxyfera-like的16S rRNA的多样性无明显地域性差异,其OTU(operational taxonomic unit,独立操作单元)数变幅不大;pmo A功能基因的多样性则存在较为明显的地域性差异,上游采样点A(章党大桥)底泥中OTU数为5,下游采样点E(三岔河大桥)底泥中仅为1.采样点A底泥中M.oxyferalike的16S rRNA和pmo A功能基因的多样性均存在一定的季节性差异,平水期16S rRNA和pmo A功能基因的Shannon-Wiener多样性指数分别为1.48和2.19,在各期中最高;而枯水期时二者均最低,分别为0.83和1.26.丰度分析结果显示,所有采样点底泥中M.oxyfera-like的16S rRNA丰度均表现为平水期(2.42×106~1.74×107copies/g)(以干质量计)最高、枯水期(2.87×10^4~4.19×10^6copies/g)居中、丰水期(1.29×103~2.04×10^4copies/g)最低,说明浑河底泥中M.oxyfera-like的丰度亦存在一定的季节性差异. 展开更多
关键词 反硝化厌氧甲烷氧化菌 浑河底泥 群落结构 时空变化
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内陆湿地与水体甲烷厌氧氧化功能微生物研究进展 被引量:7
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作者 沈李东 金靖昊 刘心 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期3842-3855,共14页
内陆湿地与水体(如湖泊、河流、水库等)是温室气体甲烷的重要排放源。微生物介导的甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane,AOM)反应在控制内陆湿地与水体甲烷排放中起着不可忽视的作用,对缓解全球温室效应具有重要意义。内陆湿... 内陆湿地与水体(如湖泊、河流、水库等)是温室气体甲烷的重要排放源。微生物介导的甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane,AOM)反应在控制内陆湿地与水体甲烷排放中起着不可忽视的作用,对缓解全球温室效应具有重要意义。内陆湿地与水体易形成缺氧环境,且电子受体的种类和数量繁多,是发生AOM反应的理想生境。近年来,不断有研究表明,内陆湿地与水体中存在多种电子受体(NO^(-)_(2)、NO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)、Fe(Ⅲ)等)驱动的AOM途径。NC10门细菌和甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)的一新分支ANME^(-)_(2)d主导了湿地和水体环境中的AOM反应,其中ANME^(-)_(2)d具有根据环境条件选择不同电子受体的潜力。研究系统综述了内陆湿地与水体中不同电子受体驱动的AOM途径及其参与的主要功能微生物类群;分析了AOM反应在控制温室气体甲烷排放中的作用及其环境影响因素;总结了相关功能微生物的分子生物学检测方法及甲烷厌氧氧化活性测定的同位素示踪技术。最后,对未来相关研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 甲烷 内陆湿地与水体 甲烷厌氧氧化 NC10门细菌 ANME-2d
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夏季不同形式湿地中2类厌氧脱氮菌群的分布特征
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作者 曾宪磊 刘兴国 +2 位作者 吴宗凡 时旭 陆诗敏 《水产学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期735-744,共10页
为研究不同形式湿地中厌氧脱氮菌的分布特征和关键影响因子,选择池塘、沟渠、表流和潜流4种形式湿地,采用16S r DNA克隆文库法和典型对应分析等方法,分析了夏季4种形式湿地中厌氧氨氧化菌和反硝化型甲烷厌氧化菌的菌群结构及其与环境因... 为研究不同形式湿地中厌氧脱氮菌的分布特征和关键影响因子,选择池塘、沟渠、表流和潜流4种形式湿地,采用16S r DNA克隆文库法和典型对应分析等方法,分析了夏季4种形式湿地中厌氧氨氧化菌和反硝化型甲烷厌氧化菌的菌群结构及其与环境因子的相关性。结果显示,湿地中的AMX菌与Candidatus Brocadia fulgida相似性最高可达99%,DAMO菌与典型菌株C.Methylomirabilis oxyfera分在了不同的分支。夏季4种形式湿地中,AM X菌的Shannon多样性依次为表流湿地>潜流湿地>沟渠>池塘,DAMO菌的Shannon多样性依次为池塘>潜流湿地>沟渠>表流湿地。上覆水中TOC和NO-3-N是影响AM X菌分布的主要因素,上覆水中TN、NH+4-N、p H和DO对DAM O菌分布影响最大。研究表明,夏季表流湿地底泥中所含AM X菌类别最多,池塘底泥所含DAMO菌种类别最多,不同形式湿地中均有AMX菌存在,但不确定是否存在DAMO反应,影响2类菌群分布的主要相关因子是C、N以及p H和DO。 展开更多
关键词 湿地 厌氧氨氧化菌 反硝化型甲烷厌氧化菌 分布特征
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基于甲酰四氢叶酸合成酶基因解析厌氧消化系统中互营乙酸氧化菌群 被引量:1
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作者 易悦 董劼 +3 位作者 王慧中 郑丹 苟敏 汤岳琴 《中国沼气》 2018年第1期8-14,共7页
乙酸是厌氧消化产甲烷过程的重要中间代谢产物,可以通过乙酸营养型产甲烷菌分解乙酸和互营乙酸氧化菌氧化乙酸这两种途径产甲烷。一些同型产乙酸菌通过逆向acetyl-CoA途径可以进行互营乙酸氧化,甲酰四氢叶酸合成酶(formyltetrahydrofola... 乙酸是厌氧消化产甲烷过程的重要中间代谢产物,可以通过乙酸营养型产甲烷菌分解乙酸和互营乙酸氧化菌氧化乙酸这两种途径产甲烷。一些同型产乙酸菌通过逆向acetyl-CoA途径可以进行互营乙酸氧化,甲酰四氢叶酸合成酶(formyltetrahydrofolate synthetase,FTHFS)是该途径关键酶,其编码基因甲酰四氢叶酸合成酶基因(fhs)可以用来研究环境中互营乙酸氧化菌群分布,但目前相关研究比较有限。为了了解乙酸氧化菌群的多样性和分布情况,研究采集了分别来自供给原料不同、运行温度不同的湿式和干式的厌氧反应器的消化污泥,按样品的来源特征构建3个fhs基因克隆文库并进行了解析。结果表明:3个文库的克隆分布差异大且没有共有克隆,大部分克隆与已知微生物或未培养克隆具有较低的相似性,表明厌氧消化系统中存在较高多样性的未知互营乙酸氧化菌群,运行温度对互营乙酸氧化菌群多样性具有一定影响。 展开更多
关键词 互营乙酸氧化菌群 甲酰四氢叶酸合成酶基因 厌氧消化 沼气发酵
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Coupled trace element and SIMS sulfur isotope geochemistry of sedimentary pyrite:Implications on pyrite growth of Caixiashan Pb-Zn deposit 被引量:4
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作者 Dengfeng Li Huayong Chen +4 位作者 Xiaoming Sun Yu Fu Qiaofen Liu Xiaoping Xia Qing Yang 《Geoscience Frontiers》 SCIE CAS CSCD 2019年第6期2177-2188,共12页
Colloform pyrite with core-rim texture is commonly deposited in carbonate platforms associated with the sulfide ores such as the Caixiashan Pb-Zn deposit.However,the genesis of colloform pyrite in Pb-Zn deposits,its g... Colloform pyrite with core-rim texture is commonly deposited in carbonate platforms associated with the sulfide ores such as the Caixiashan Pb-Zn deposit.However,the genesis of colloform pyrite in Pb-Zn deposits,its growth controls and their geological implication are insufficiently understood.Integration of in-situ trace element and SIMS sulfur isotopes has revealed geochemical variations among these pyrite layers.These colloform pyrite occur as residual phases of core-rim aggregates,the cores are made up of very fine-grained anhedral pyrite particles,with some rims being made up of fine-grained and poorlycrystallized pyrite,while the other rims were featured with euhedral cubic pyrite.which are cemented by fine-grained calcite and/or dolomite with minor quartz.Sulfur isotope analysis shows that some wellpreserved rims have negative δ^34 S values(-28.12‰to-0.49‰),whereas most of the cores and rims have positive δ^34 S values(>0 to+44.28‰;peak at+14.91‰).Integrating with the methane and sulfate were observed in previous fluid inclusion study,we suggest that the 34 S depleted rims were initially formed by bacteria sulfate reduction(BSR),whereas the positive δ^34 S values were resulted from the sulfate reduction driven by anaerobic methane oxidation(AOM).The well-developed authigenic pyrite and calcite may also support the reaction of AOM.Combined with petrographic observations,trace element composition of the colloform pyrite reveals the incorporation and precipitation behavior of those high abundance elements in the pyrite:Pb and Zn were present as mineral inclusion and likely precipitated before Fe,as supported by the time-resolved Pb-Zn signal spikes in most of the analyzed pyrite grains.Other metals,such as Hg,Co and Ni,may have migrated as chloride complexes and entered the pyrite lattice.Arsenic and Sb,generally influenced by complex-forming reactions rather than substitution ones,could also enter the pyrite lattice,or slightly predate the precipitation of colloform pyrite as mineral inclusions,which are controlled by their hydrolysis constant in the ore fluids.The colloform pyrite may have grown inward from the rims.The successive BSR reaction process would enrich H^32/2S in the overlying water column but reduce the metal content,the nucleation of these pyrite rims was featured by strongly negative sulfur isotopes.The following AOM process should be activated by deformation like the turbidity sediment of the mudstone as the sulfide deposition are associated with fault activities that caused the emission of methane migration upward and simultaneously replenishing the metal in the column.The higher AOM reaction rate and the higher metal supply(not only Fe.but with minor other metals such as Pb and Zn) caused by sediment movement enhanced the metal concentration within the pyrite lattice. 展开更多
关键词 PYRITE trace elements SIMS sulfur isotopes Colloform PYRITE bacteria sulfate reduction(BSR) anaerobic methane oxidation(AOM)
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生活垃圾填埋场甲烷自然减排的新途径——厌氧与好氧的共氧化作用 被引量:2
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作者 周海燕 韩丹 《环境卫生工程》 2011年第2期59-62,共4页
通过证实生活垃圾填埋场中甲烷厌氧氧化与好氧氧化的共存,提出了甲烷自然减排的新途径。分别选取暴雨过后垃圾填埋表层30~60 cm的覆土、1.5 m以下的垃圾以及底层矿化垃圾做硫酸盐还原菌阳性反应实验,结果表明:生活垃圾填埋体不同填埋... 通过证实生活垃圾填埋场中甲烷厌氧氧化与好氧氧化的共存,提出了甲烷自然减排的新途径。分别选取暴雨过后垃圾填埋表层30~60 cm的覆土、1.5 m以下的垃圾以及底层矿化垃圾做硫酸盐还原菌阳性反应实验,结果表明:生活垃圾填埋体不同填埋层都存在不同数量级的硫酸盐还原菌,且底层矿化垃圾中的硫酸盐还原菌的数量最多,表层覆土中最少。颗粒大小比例为50%∶50%的垃圾样品表现出最佳的甲烷好氧与厌氧氧化效果,且厌氧氧化在共氧化作用中的比例达到20%以上。含水率为25%时,矿化垃圾中微生物活性最大,好氧与厌氧氧化甲烷速率均达到最大;当含水率接近70%时,甲烷厌氧氧化的贡献率可达30%以上。外源甲烷的补充可以驯化甲烷氧化微生物,其中甲烷好氧氧化时间最大可缩短50%;而甲烷通入量超过2 mL后,甲烷好氧与厌氧氧化均受到抑制。 展开更多
关键词 生活垃圾填埋场 甲烷 好氧氧化 厌氧氧化 硫酸盐还原菌
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微生物治理煤矿瓦斯的研究现状 被引量:2
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作者 刘源 张瑞林 《煤炭技术》 CAS 2019年第10期88-90,共3页
叙述了国内外甲烷氧化菌的研究现状,包括好氧型和厌氧型的氧化机理及其菌种的优化培养。重点分析了现实应用中存在的问题,以期使煤矿瓦斯的治理窗口前移,为下一步更快捷解决瓦斯问题提供一些参考。
关键词 甲烷氧化菌 好氧型 厌氧型 瓦斯
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厌氧氨氧化菌与脱氮菌关系研究进展 被引量:1
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作者 陈瑞 《中国资源综合利用》 2019年第2期96-99,共4页
以AAOB为基础,本文对AAOB与硝化菌、反硝化菌和厌氧甲烷氧化菌之间的关系进行论述,并介绍了这些菌相关的不同污水处理工艺。硝化菌AOB和AOA可以为AAOB提供亚硝酸盐氮;反硝化菌还原作用可为AAOB提供亚硝酸盐氮;有机物丰富时,反硝化菌能... 以AAOB为基础,本文对AAOB与硝化菌、反硝化菌和厌氧甲烷氧化菌之间的关系进行论述,并介绍了这些菌相关的不同污水处理工艺。硝化菌AOB和AOA可以为AAOB提供亚硝酸盐氮;反硝化菌还原作用可为AAOB提供亚硝酸盐氮;有机物丰富时,反硝化菌能够抑制AAOB活性。AAOB与N-damo菌均以亚硝酸盐为电子受体,而代谢产物可作为对方的反应物。 展开更多
关键词 厌氧氨氧化细菌 硝化菌 反硝化细菌 厌氧甲烷氧化菌
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反硝化型厌氧甲烷氧化微生物的研究进展
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作者 秦帆 盛光遥 +4 位作者 李长鑫 汤明芳 何岸飞 姜晶 丁静 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1-8,共8页
反硝化型厌氧甲烷氧化(DAMO)是以甲烷为电子供体、硝酸盐/亚硝酸盐为电子受体的生物化学过程,由DAMO古菌和DAMO细菌2种微生物催化完成。该过程不仅对生态系统中的甲烷消耗具有非常重要的贡献,还连接着碳氮元素之间的生物地球化学循环,... 反硝化型厌氧甲烷氧化(DAMO)是以甲烷为电子供体、硝酸盐/亚硝酸盐为电子受体的生物化学过程,由DAMO古菌和DAMO细菌2种微生物催化完成。该过程不仅对生态系统中的甲烷消耗具有非常重要的贡献,还连接着碳氮元素之间的生物地球化学循环,在废水生物脱氮方面也具有一定的应用潜力,具有重要的研究意义。对近年来DAMO微生物的研究进展进行了梳理和讨论,着重阐述了有关DAMO微生物的代谢途径、富集影响因素(接种物、温度、甲烷传质/分压和反应器构型),以及在废水处理中的应用潜力等方面的内容。并在此基础上,针对DAMO古菌在碳氮循环中的贡献以及模拟DAMO过程的数学模型等未来可能的研究方向提出了展望,以期为DAMO微生物的环境功能研究及废水脱氮处理应用提供参考。 展开更多
关键词 反硝化型厌氧甲烷氧化(DAMO) 废水生物脱氮 生物地球化学循环 DAMO古菌 DAMO细菌
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排水管道中CH_(4)、H_(2)S与N_(2)O的产生机制及其控制策略 被引量:9
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作者 郝晓地 杨振理 +1 位作者 张益宁 于文波 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-12,共12页
排水管道厌氧环境会产生甲烷(CH_(4))与硫化氢(H_(2)S),而好氧及缺氧环境又会诱发氧化亚氮(N_(2)O)。污水中所含有机物(COD)、氮(N)和硫酸盐(SO_(4)^(2-))是产生这些气体的主要根源。系统综述了3种有害气体的产生机理,厘清污水中污染物... 排水管道厌氧环境会产生甲烷(CH_(4))与硫化氢(H_(2)S),而好氧及缺氧环境又会诱发氧化亚氮(N_(2)O)。污水中所含有机物(COD)、氮(N)和硫酸盐(SO_(4)^(2-))是产生这些气体的主要根源。系统综述了3种有害气体的产生机理,厘清污水中污染物、管道中微生物及管道环境对有害气体产生的影响。基于此,有针对性地提出了这几类气态污染物的控制策略。其中,对CH_(4)与H_(2)S的抑制手段集中在向管道中投加药剂以限制其产生源头,然而投加NO_(3)^(-)或NO_(2)^(-)药剂与通入氧气这两种控制手段可能会导致N_(2)O这种温室气体的大量产生。因此,应充分了解排水管道中各复杂因素之间的相互作用,以实现对有害污染气体的控制,并实现碳减排的目标。 展开更多
关键词 排水管道 甲烷(CH_(4)) 硫化氢(H_(2)S) 氧化亚氮(N_(2)O) 厌氧分解 硫酸盐还原菌(SRB)
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厌氧氨氧化菌与其他细菌之间的协同竞争关系 被引量:37
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作者 贾方旭 彭永臻 杨庆 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1351-1361,共11页
随着污水脱氮行业的蓬勃发展,各种新工艺、新理论层出不穷.厌氧氨氧化(Anammox)工艺以其独特的优点脱颖而出,成为最具应用前景的新工艺.厌氧氨氧化菌作为该过程的执行者目前已发现5属17种,本文主要对5属17种的厌氧氨氧化菌进行总结,并... 随着污水脱氮行业的蓬勃发展,各种新工艺、新理论层出不穷.厌氧氨氧化(Anammox)工艺以其独特的优点脱颖而出,成为最具应用前景的新工艺.厌氧氨氧化菌作为该过程的执行者目前已发现5属17种,本文主要对5属17种的厌氧氨氧化菌进行总结,并对厌氧氨氧化菌种内关系中的群体感应系统进行详细介绍,此外还介绍了厌氧氨氧化菌与硝化菌、反硝化菌以及厌氧甲烷氧化菌之间的协同与竞争关系.最后给出常见竞争因素对厌氧氨氧化种群结构的影响,通过控制竞争因素来实现对厌氧氨氧化种群结构的调节.本文将厌氧氨氧化菌微生物生态学与厌氧氨氧化污水处理工艺相结合,为厌氧氨氧化工艺在污水生物处理中的应用提供理论依据. 展开更多
关键词 厌氧氨氧化 硝化菌 反硝化菌 厌氧甲烷氧化菌 协同竞争关系
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西湖底泥中的反硝化型甲烷厌氧氧化菌的分子生物学检测 被引量:18
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作者 朱群 沈李东 +2 位作者 胡宝兰 楼莉萍 程东庆 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1321-1325,共5页
反硝化型甲烷厌氧氧化反应(Denitrifying anaerobic methane oxidation,DAMO)是一种最新发现的生物反应,该反应能够偶联反硝化和甲烷的厌氧氧化.催化DAMO反应的微生物是NC10门中一种被命名为"Candidatus Methylomirabilis oxyfera&... 反硝化型甲烷厌氧氧化反应(Denitrifying anaerobic methane oxidation,DAMO)是一种最新发现的生物反应,该反应能够偶联反硝化和甲烷的厌氧氧化.催化DAMO反应的微生物是NC10门中一种被命名为"Candidatus Methylomirabilis oxyfera"的细菌.本研究采用基因克隆文库技术考察了西湖淡水底泥中DAMO微生物的分布与种群多样性状况.16S rRNA基因系统发育分析表明,西湖底泥中存在NC10门细菌,与已知的M.oxyfera的16S rRNA基因相似度为93%~98%.DAMO微生物功能基因(pmoA)的系统发育分析进一步证实了西湖底泥中分布有此类微生物,与已知的M.oxyfera的pmoA基因相似度为86%~95%.实时定量PCR结果表明,西湖底泥中DAMO微生物的16S rRNA基因的拷贝数为2.15×105 copies·g-1(以干重计). 展开更多
关键词 反硝化型甲烷厌氧氧化菌 西湖底泥 分布 种群多样性
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海洋环境中甲烷厌氧氧化机理及环境效应 被引量:11
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作者 孙治雷 何拥军 +4 位作者 李军 黄威 李清 李季伟 王丰 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1262-1273,共12页
作为全球碳循环的重要环节之一,甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic Oxidation of Methane,AOM)不仅是微生物生态学领域最具科学魅力、充满学术争议的问题之一,也是调节地质历史时期地球环境和气候变化的重要因素之一。近年来,针对包括海洋在... 作为全球碳循环的重要环节之一,甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic Oxidation of Methane,AOM)不仅是微生物生态学领域最具科学魅力、充满学术争议的问题之一,也是调节地质历史时期地球环境和气候变化的重要因素之一。近年来,针对包括海洋在内的各种环境中的AOM展开了大量的研究,然而迄今为止,对该反应的运作机制仍缺乏足够了解,其中包括该作用对海洋环境和气候系统在过去、现在和未来的影响机理和程度问题,这说明对于甲烷最重要汇的了解还存在着盲区。以现代海洋地质环境中的AOM为研究对象,综述了其产生机理、反应底物、电子受体、以及涉及到其中的微生物等方面的最新研究成果,探讨了该作用对于地球环境、气候的影响意义及地质学启示,并尝试展望了需要进一步研究的几点方向,希望藉此能引起广大研究者的兴趣与重视。 展开更多
关键词 甲烷厌氧氧化 甲烷营养型古菌 硫酸盐还原细菌 气候变化 天然气水合物
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微生物介导的甲烷厌氧氧化过程及其影响因子研究进展 被引量:8
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作者 刘俊霞 陈槐 +3 位作者 薛丹 高永恒 刘建亮 杨军 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1033-1044,共12页
温室气体甲烷减排是全球变化领域的研究热点,甲烷厌氧氧化(anaerobic methane oxidation,AOM)过程是一个以前被忽视的甲烷汇,在调控全球甲烷收支平衡及减缓温室效应等方面扮演着十分重要的角色。AOM微生物以甲烷为唯一电子供体,与硫酸盐... 温室气体甲烷减排是全球变化领域的研究热点,甲烷厌氧氧化(anaerobic methane oxidation,AOM)过程是一个以前被忽视的甲烷汇,在调控全球甲烷收支平衡及减缓温室效应等方面扮演着十分重要的角色。AOM微生物以甲烷为唯一电子供体,与硫酸盐(SO42-)、亚硝酸盐(NO2-)/硝酸盐(NO3-)、金属离子(Fe3+、Mn4+、Cr6+)等结合完成氧化还原过程,该过程是耦合碳、氮、硫循环的关键环节。本文系统整理分析了不同AOM类型、发生机理、相关功能微生物类群(ANME-1、ANME-2、ANME-3、NC10、MBG-D)及影响AOM过程的关键调控因子的最新研究进展。结果发现,目前80%以上研究都集中在对最常见电子受体类型(SO42-/NO3-/NO2-/Fe3+/Mn4+)的AOM相关过程,而忽视了潜在的新型电子受体(AQDS/HAs O42-/Cr6+/ClO4-等)的耦合作用过程和相对应的微生物类型及作用机理。对未来AOM研究方向提出展望,以期为研究甲烷厌氧氧化菌在不同生态系统中的生态分布及减缓全球温室气体排放提供新的思路。 展开更多
关键词 甲烷厌氧氧化 甲烷厌氧氧化菌 电子受体 温室气体 全球变化
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南海北部海马冷泉区表层沉积物的AOM生物标志化合物特征及意义 被引量:4
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作者 吴一帆 管红香 +4 位作者 许兰芳 茅晟懿 刘磊 苏正 刘丽华 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3005-3015,共11页
选取采自南海天然气水合物赋存区海马冷泉,管状蠕虫区(ROV06站位)和贻贝区(HM101站位)的2个表层沉积物柱状样品,提取其中的生物标志化合物,对其种类和稳定碳同位素进行了测定,用以探讨海底表层沉积物中的有机质来源、微生物种群分布及... 选取采自南海天然气水合物赋存区海马冷泉,管状蠕虫区(ROV06站位)和贻贝区(HM101站位)的2个表层沉积物柱状样品,提取其中的生物标志化合物,对其种类和稳定碳同位素进行了测定,用以探讨海底表层沉积物中的有机质来源、微生物种群分布及其对冷泉渗漏活动的响应特征.两个站位的沉积物中均发现了大量与甲烷厌氧氧化古菌(ANME)有关的生物标志物,如2,6,11,15‐四甲基十六烷(crocetane)、2,6,10,15,19‐五甲基二十烷(PMI)等类异戊二烯烃,古醇(archaeol)、sn2‐羟基古醇(sn2‐OH‐Ar)等,以及来源于硫酸盐还原菌(SRB)的异构/反异构脂肪酸iso‐C_(15)和ai‐C_(15)等.这些生物标志物均具有极低的碳同位素特征(古菌生标δ^(13)C值低至−126‰,硫酸盐还原菌生标δ^(13)C值低至‐89‰),表明沉积物中发生了甲烷厌氧氧化作用(AOM).ROV06和HM101站位沉积物中均检测到了crocetane,大多数sn2‐羟基古醇/古醇大于1,同时ai‐C_(15)/iso⁃C_(15)脂肪酸比值小于2,这说明两个站位沉积物中的甲烷厌氧氧化古菌主要以ANME‐2/DSS为主,指示甲烷渗漏强度较强.ROV06站位的表层沉积物含有crocetane,但sn2‐羟基古醇/古醇小于1,且ai‐C_(15)/iso⁃C_(15)脂肪酸比值大于2.1,指示了ANME‐1/DSS和ANME‐2/DSS混合存在的种群特征,说明ROV06站位顶部甲烷渗漏强度有减小的趋势.根据古菌种群ANME‐2化合物对甲烷的碳同位素分馏(Δ:−50‰)及古菌生物标志物(PMI、古醇、sn2‐羟基古醇)的平均δ^(13)C值,计算得到甲烷δ^(13)C值(−58‰~−53‰),显示甲烷为热成因和生物成因混合气.虽然ROV06和HM101站位的甲烷具有相近的δ^(13)C值,但ROV06站位的SRB生物标志物比HM101站位要更加亏损^(13)C(Δδ^(13)C:18‰),这可能与管状蠕虫的共生菌(硫氧化菌)吸收硫化物并释放出硫酸盐有关,因为其不断释放出的硫酸盐很可能极大地增强了甲烷厌氧氧化作用,使沉积物中含有更多^(13)C亏损的无机碳. 展开更多
关键词 冷泉 管状蠕虫 贻贝 甲烷厌氧氧化古菌 硫酸盐还原菌 生物标志化合物 海洋地质.
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