F-53B胁迫下污水厌氧处理系统及微生物群落的响应

通过构建厌氧反应体系,评估低浓度(1mg/L)和高浓度(10mg/L)氯化多氟醚磺酸盐(F-53B)胁迫下,厌氧处理系统出水水质、污泥性状和细菌群落的响应特征.结果表明,在F-53B的胁迫下,COD、氮(TN、NH_(4)^(+)-N)和磷(TP、PO_(4)^(3-)-P)在出水中的含量会升高,而污泥相对生物量(MLVSS/MLSS)则出现下降,且F-53B的浓度越高影响越大.高通量测序分析发现,相较于对照组(0mg/L F-53B),仅高浓度F-53B胁迫下细菌群落的多样性(ACE、Chao1和PD指数)出现了显著下降.同时,研究还发现,随着高浓度F-53B暴露时间的延长,厚壁菌门的相对丰度逐渐增大,而变形菌门、拟杆菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度逐渐降低.此外,基于FAPROTAX功能预测分析发现,F-53B胁迫下微生物表现出更低的氮(N)代谢潜力和更高的化能异养和发酵能力.冗余分析(RDA)表明,厚壁菌门主要受F-53B的正向影响,并与TN和NH_(4)^(+)-N呈正相关;而变形菌门受F-53B的负向影响,并与COD、TP和PO_(4)^(3-)-P呈正相关.揭示了新型氟化物—F-53B对污水厌氧处理系统的胁迫机制.

复合微生物菌肥对番茄青枯病发生和根际土壤细菌群落的影响

【目的】探究复合微生物菌肥与番茄青枯病发生、根际土壤理化性质及土壤细菌群落之间的关系,为合理应用微生物菌肥绿色防控番茄青枯病提供理论依据。【方法】以往年番茄青枯病严重发生地块为试验地,设清水对照(T1)、复合微生物菌肥(T2)、菌肥营养基质(T3)和复合微生物(T4)4个处理,测定番茄根际土壤养分含量、番茄植株生长、根系青枯病菌带菌率、青枯病发病率及根际土壤呼吸速率;采用16S rDNA测序技术分析施用复合微生物菌肥后番茄根际土壤细菌群落结构变化。【结果】在番茄采收期测定结果显示,复合微生物菌肥和复合微生物处理的番茄根际土壤中有机质、铵态氮和速效磷含量均高于或显著(P<0.05)高于其他处理;与清水对照相比,复合微生物菌肥、复合微生物和菌肥营养基质处理的番茄株高、茎围、叶面积、光合作用、叶绿素相对含量(SPAD值)、产量和水溶性糖增幅分别为6.82%~27.88%、19.59%~47.40%、2.04%~17.08%、3.88%~11.21%、1.99%~17.15%、9.13%~22.37%和0.45%~5.12%;复合微生物菌肥处理的番茄根系青枯病菌带菌率降至11.11%,土壤呼吸速率较清水对照提高54.05%;与清水对照相比,复合微生物菌肥、复合微生物和菌肥营养基质处理的番茄根际土壤细菌属水平ACE指数和Chao1指数分别提高3.12%~6.64%和4.76%~7.18%,Simpson指数和Shannon指数无显著差异(P>0.05);复合微生物菌肥处理的芽孢杆菌目(Bacillales)和芽孢杆菌属(Bacillus)分别为排名前10的优势目(8.31%)和优势属(6.60%);4个处理中芽孢杆菌属与Christensenellaceae_R-7_group和WCHB1-32的丰度相似,与WCHB1-32、瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium_1)、Christensenellaceae_R-7_group和噬几丁质菌科未培养菌属(uncultured_bacterium_f_Chitinophagaceae)正相关,与假单胞菌属(Pseudomonas)、厌氧绳菌科未培养菌属(uncultured_bacterium_f_Anaerolineaceae)和嗜甲基菌属(Methylophilus)负相关。复合微生物菌肥处理的代谢途径、次生代谢物生物合成、抗生素生物合成和氨基酸生物合成等功能微生物丰度增幅最明显;有机质、速效磷、速效钾、芽孢杆菌属、雷尔氏菌属(Ralstonia)和土壤呼吸速率与抗生素生物合成功能正相关,pH、芽孢杆菌属、雷尔氏菌属和土壤呼吸速率与氨基酸生物合成功能正相关,而盐度和发病率与2项功能负相关。【结论】复合微生物菌肥能显著改良土壤养分比例、改善土壤细菌群落结构和功能特性、提升抗生素生物合成和氨基酸生物合成等功能、促进番茄生长、降低青枯病发病率。复合微生物菌肥500倍稀释液对番茄青枯病的防病促生作用显著,具有良好的应用前景。

消毒剂卫可施用对猪粪污厌氧消化系统运行及微生物多样性的影响

为全面评估大量消毒剂施用对猪场粪污厌氧发酵系统造成的损害程度,选择卫可(VirkonTM)消毒剂为研究对象,在全自动甲烷潜力测试系统(AMPTSⅡ)中采取一次性投料的厌氧湿式发酵方式,探索质量浓度为0.05%和0.5%的卫可对系统产CH4、水质污染物降解、微生物群落等方面影响。结果表明:卫可会导致厌氧发酵系统出现抑制产CH4、COD不降反升、大幅促进氮磷释放等异常现象。对照组(CK组,新鲜猪粪添加接种污泥)和0.05%、0.5%卫可试验组(分别记为L组和H组)的最大产CH4速率分别为(23.54±0.06)、(18.90±1.49)mL·g^(-1)·d^(-1)、(7.73±0.01)mL·g^(-1)·d^(-1),且L组和H组的CH4总产量分别降低7.53%和92.60%(P<0.001),而CH4速率常数也由0.267 d^(-1)(CK组)下降到0.225 d^(-1)(L组);理化指标方面,在第0天(启动期)和第12天(结束期),H组较CK组的COD、TP、NH_(3)-N、TN分别显著高出148.77%和368.97%、214.11%和498.12%、64.79%和44.37%、68.77%和53.30%。高通量测序发现,卫可会使厌氧系统中细菌群落组成、多样性和丰度发生显著变化,其中Ace、Chao和Shannon指数,L和H组均低于CK组,而Simpson指数则相反;厚壁菌门(Firmicutes)是第一优势菌群,其次是变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes),其他微生物丰度均低于5%,且Firmicutes丰度与卫可剂量呈正相关,Proteobacteria、Chloroflexi和Bacteroidetes则相反,甚至热袍菌门(Thermotogae)和阴沟单胞菌门(Cloacimonetes)会因高剂量卫可而消失;在属水平,束毛球菌属(Trichococcus)由42%~59%降至12%~30%,消化链球菌属(Peptostreptococcus)、埃希氏-志贺菌属(Escherichia-Shigella)和Macellibacteroides属则显著增加。

极端嗜热微生物及其高温适应机制的研究进展

极端嗜热微生物在高温条件下生长繁殖,其必然具有适应高温环境的特殊细胞结构、基因类型以及生理生化机制。极端嗜热微生物的研究对探索生命的起源以及极端嗜热微生物的开发和应用具有重要意义。对极端嗜热微生物中细胞膜、核酸分子、蛋白质分子、代谢产物和辅酶的高温适应机制的研究进展进行了概述,旨为极端嗜热微生物以及来源于极端嗜热微生物的各种生物分子的开发和应用提供理论依据。

鄱阳湖湖区主要微生物生理群数量与环境因子关系研究

鄱阳湖是中国最大的淡水湖,水量随季节性变化明显。为了研究不同水量对湖区微生物生理群和环境因子影响,采集了丰水期和枯水期鄱阳湖湖区水样,通过研究水体中生理菌群氮循环微生物、解磷细菌等数量和分布特征,分析菌群数量和总氮、总磷和溶解氧等指标相关性,揭示鄱阳湖丰水期和枯水期生理菌群变化规律。结果表明,4种氮循环微生物中,硝化细菌（Nitrobacteria）数量最高,所有样品超过3 000 MPN·100 mL^-1。氨化细菌（Ammonifying bacteria）、亚硝化细菌（Nitrosobacteria）和反硝化细菌（Denitrifying bacteria）数量较少,平均为975.11、45.68和127.51 MPN·100mL^-1,样品之间差异明显。44%样品中大肠杆菌（Escherichia coli）数量低于20 MPN·100 mL^-1,达到国家一级水标准,大肠杆菌为300 MPN·100mL^-1有23个,占总样品数30.67%。少数水体样品中解磷细菌（Phosphate-solubilizing bacteria）数量在20～80 CFU·mL^-1,多数样品中没有检测到解磷细菌。底泥中存在较多解磷细菌,占异养细菌5%左右。水体中总氮（TN）与大肠杆菌、氨化细菌和亚硝化细菌成极显著正相关。枯水期反硝化细菌数量明显高于丰水期,其它生理菌群则明显下降,温度是主要影响因素。鄱阳湖水质基本保持良好,没有出现大面积富营养化,大肠杆菌、氨化细菌和亚硝化细菌可以作为鄱阳湖夏季总氮污染的主要指标微生物。

地方高校环境科学与工程学科师生教学观念比较研究

为分析地方高校环境科学与工程学科师生教学观念现状,依据国内外高校优秀成果及冰山理论模型,结合问卷走访结果,利用层次分析法,基于西部某高校环境科学与工程系教师和学生打分,建立高校教师教学能力评价体系。根据教学评价体系师生不同的权重分配,对该系师生教学观念进行比较研究,发现学生更加关注教师的教学基本素养,教师则更侧重于教学基本技能。此外,提出了实现师生教学观念兼容的策略和建议,以期为环境科学与工程学科教学质量的提高奠定基础。

江西省生物医药产业发展对策研究

生物医药产业是江西的重点发展产业和我国的战略性新兴产业,也是一个新兴产业,在金融危机中表现出较强的抗风险力和高增长率,已成为世界各国竞相争夺的产业战略制高点;分析江西省生物医药产业发展现状,深入分析制约江西生物医药产业进一步发展的因素在于研发投入不足、产学研合作不够紧密、缺乏技术市场中介和高素质的技术经营人等方面,并针对存在问题提出相应对策建议,以为实现江西经济的平稳较快发展创造有利条件。

江西省农田灌溉用水变化驱动因子识别及贡献率分解

【目的】江西省农田灌溉用水变化极大地影响了用水总量,识别农田灌溉用水量的驱动因子,揭示其影响机制和变化特征能够为科学管理农业取用水提供重要参考。【方法】分析江西省及各地市用水结构信息熵及均衡度演变特征,采用LMDI分解法识别影响农田灌溉用水量的驱动因子,并定量评估其贡献率,重点研究其与气象因素的关系,为优化用水结构、发挥水资源刚性约束作用提供支撑。【结果】基于LMDI分解法识别的江西省及各地市农田灌溉用水变化驱动因子为亩均净灌溉用水量、农田灌溉水有效利用系数、有效灌溉面积和实际灌溉比例,其中农田灌溉水有效利用系数始终以抑制因子表现,其余3个因子表现出双向性;相关分析表明,亩均净灌溉用水量及其贡献主要受降水影响;仅考虑非气象驱动因素,江西省大部分时段农田灌溉用水变化量表现为负值,说明灌溉工程状况和管理水平不断增强,农田灌溉用水量降低的主要原因是农田灌溉水有效利用系数的提高;省内上饶、抚州、宜春、吉安、赣州5个重点地市具有较高的农业节水需求和潜力。【结论】考虑到实际灌溉比例和有效灌溉面积将保持持续增长态势,建议江西省抓住重点地市采取措施,如大力推进大中型灌区节水改造、增强灌区科学调配水资源的能力等,促进全省农田灌溉水有效利用系数加快增长,以达到提升灌溉用水效率、挖掘农业节水潜力、缓解用水压力目的。

微生物转化美伐他汀为普伐他汀的研究

从转化培养基、接种量、底物添加时间、底物初始浓度和底物添加方式5个方面研究了菌株Streptomycessp.108转化美伐他汀(底物)的能力,并在2.5L发酵罐上探索了最适的底物运行浓度。结果表明,适量增加底物浓度,尤其是间歇性添加底物,能够提高普伐他汀产量;当底物运行浓度在450mg/L左右时,转化率可达55%,普伐他汀终浓度可达1088mg/L。

污染土壤微生物生态学研究

随着工业化的发展,化学制剂的大量使用,土壤污染已成为新世纪破坏环境、影响人类健康的主要问题之一。土壤微生物生态学是研究土壤微生物与土壤环境以及其他生物关系的学科。由于土壤微生物在土壤养分循环、生物过程方面的重要作用,着重介绍了微生物生态学各项指标和测定方法,讨论了该学科在污染土壤监测、评价、治理等方面的服务意义以及存在的问题和发展前景。

固定化SRB包埋颗粒组分优选及处理含SO_(4)^(2-)废水效果研究

赣南离子型稀土矿尾水存在SO42-含量高、pH偏低的问题,影响后续微生物对尾水其他组分(NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N)的处理,拟采用硫酸盐还原菌(SRB)包埋颗粒对水体中SO_(4)^(2-)进行去除,同时提升水体pH。通过对SRB包埋颗粒表面吸附材料、还原激活材料、内聚碳源和固体酸水解材料4个组分进行实验研究优选SRB包埋颗粒组分,结果表明,凹凸棒石粉作为SRB包埋颗粒表面吸附材料应用效果比较好,纳米零价铁对SRB的还原激活作用相对更好,内聚碳源及固体酸水解材料组合以玉米芯、花生壳与沸石粉、磁铁矿粉的组合效果比较理想。在此基础上筛选制备出4种包埋颗粒,通过厌氧三角瓶验证其对模拟废水中SO_(4)^(2-)的去除效果,发现制备的4种包埋颗粒经过10 d的实验对SO_(4)^(2-)的去除率都在60%以上,去除率最高的是花生壳-Fe_(3)O_(4)组合包埋颗粒,为80.20%。

南方土壤墒情变化规律及动态预报研究——以江西省南康市、湖口县为例

利用南康、湖口近20年的土壤墒情观测资料及气象资料,分析了两地土壤墒情变化规律,建立了土壤墒情动态预报模型,为土壤墒情预测提供新方法,为田间水分管理提供科学依据。结果表明,南康、湖口两地土壤墒情具有明显的年变化规律,总体趋势为汛期、冬春季土壤墒情值高,伏、秋时节土壤墒情值低。逐步回归分析土壤墒情变化与气象因子之间的关系,建立了两地分时段的土壤墒情预报模型,并对模型效果进行检验,结果表明各模型均达到了较好的预报精度。

微生物及胞外多聚物在颗粒污泥形成中的作用

集中论述了升流式厌氧污泥床（UASB）反应器中的微生物学特性，胞外多聚物（ECP）的组成以及它们在生物膜和颗粒污泥形成中的作用。ECP对颗粒的结构和稳定起重要作用，其含量占颗粒中悬浮性固体含量的0．6％～20％，主要成分为蛋白质和多糖。甲烷毛状菌属和甲烷八叠球菌属是最初颗粒化和颗粒污泥形成的重要的分解乙酸产甲烷的细菌。免疫学方法鉴定出颗粒中有利用氢和甲酸的产甲烷菌，如甲酸甲烷杆菌、嗜热自养甲烷杆菌和甲烷短杆菌属。

嗜热酸性Ⅲ型普鲁兰水解酶协同压热制备莲子抗性淀粉的工艺优化及其功能特性研究

本研究以莲子淀粉为原料,采用嗜热酸性Ⅲ型普鲁兰水解酶(TK-PUL)与压热联合制备RS3型抗性淀粉(EHP-LRS3)。通过单因素实验和响应面试验对TK-PUL与压热联合制备EHP-LRS3的工艺参数进行了优化,采用扫描电子显微镜和X-射线衍射对EHP-LRS3的形貌、晶体结构进行了观察与分析,并考察了EHP-LRS3对长双歧杆菌的促增殖能力。结果表明,在TK-PUL酶解温度为80℃时制备EHP-LRS3的最佳工艺为:向质量分数为35.32%的莲子淀粉乳(pH5.00)中添加25.00 U/g(莲子淀粉)的TK-PUL,将混合物于80℃处理12.70 h,再将其依次于121℃压热处理10 min、4℃回生处理24 h。在最佳工艺条件下,EHP-LRS3的得率为58.46%。扫描电镜分析显示EHP-LRS3呈不规则的沟壑状结构。X-射线衍射分析表明EHP-LRS3的晶体结构呈现出不同于莲子淀粉A型晶体结构的B型晶体结构。EHP-LRS3对长双歧杆菌的促增殖能力优于压热法制备的RS3型抗性淀粉(HP-LRS3)。本研究采用TK-PUL与压热联合制备得到高得率的RS3型抗性淀粉(EHP-LRS3),并验证了EHP-LRS3对长双歧杆菌的促增殖能力,为莲子淀粉的高值化利用提供了理论依据。

人造沸石和PFS去除城镇生活污水氨氮和总磷的实验研究

采用人造沸石和聚合硫酸铁(PFS)处理污水中氨氮和总磷,人造沸石实验采取连续进水模式,从沸石投加量、曝气量和流速(水力停留时间)多角度考察对污水中氨氮的去除,PFS实验从浓度、搅拌转速、混凝时间、沉降时间和取样深度多方面考察对污水中总磷的去除。结果表明:对于NH_(3)-N去除,单独曝气或人造沸石均效果不佳,去除率分别达10.01%±1.69%和49.49%±5.08%,但两者共同作用可极大提升去除效率,达90.55%±1.41%;水力停留时间在2.4~5.5 h范围内越长氨氮出水浓度越低,5.5 h时最低为(2.81±0.14)mg/L。对于TP去除,低浓度PFS(50、100 mg/L)表现出的去除效果不明显,去除率仅达6.62%~10.39%,至400 mg/L时去除率达89.58%±0.79%;转速110 r/min增加至205 r/min,TP去除率仅相差0.27%~3.77%;混凝时间由1 min增至10 min,去除率由52.36%±3.84%提升至87.30%±0.99%,且15 min为最佳沉降时间,之后TP质量浓度趋于平衡;不同取样深度对TP去除无较大影响;最佳实验参数组为PFS浓度400 mg/L,转速110 r/min,混凝10 min后沉降15 min,液面以下池深10%(约2 cm)处取样,出水TP质量浓度可达(0.17±0.01)mg/L,去除率达(89.58±0.79)%,明显优于GB 18918-2002一级A标准。人造沸石和PFS在城镇生活污水氮磷突发状况及深度处理,如某些工艺阶段设备突发事故导致不能运转的紧急情况或出水有深度处理需求的场合具有一定的技术研究和实际应用价值。

高光学纯度乳酸菌株的筛选及发酵性能研究

从不同地区的土壤、泡菜中分离筛选出了2株高光学纯度D-乳酸菌株和2株高光学纯度L-乳酸菌株。通过形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,确定L-乳酸产生菌HA7-5菌株为屎肠球菌(Enterococcus faecium),HJ57菌株为格氏乳球菌(Lactococcus garvieae);D-乳酸产生菌HB49-2菌株为德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii),HL64-1菌株为假肠膜明串株菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)。经摇瓶发酵产酸培养,菌株HA7-5和HJ57发酵产L-乳酸分别达71.83 g/L和31.89 g/L;菌株HB49-2和HL64-1发酵产D-乳酸分别达73.14 g/L和62.04 g/L,且菌株HL64-1发酵周期仅为24 h,产酸速率快,平均产酸速率为2.58 g/(L·h)。D体和L体光学纯度均达99.8%(ee)以上。以上菌株均为产高光学纯度L-或D-乳酸野生型菌株,可作为后期诱变育种的出发菌株,进行菌株改良及发酵性能提升的研究。

微生物基因工程与农业产业化发展探究

微生物可以用于提高农业生产效益,基于此,介绍和探讨饲料用植酸酶、固氮微生物肥料以及微生物农药的研究与开发,如微生物农药中细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、病毒杀虫剂和杀虫抗生素等的最新研究进展。同时,建议加强微生物基因工程的基础研究,明确确定研究重点,为后续革新生产工艺,调整研发结构,促进产业发展奠定基础。

多粘类芽孢杆菌发酵液对脐橙果树内生菌的抑菌研究

目的:验证一种多粘芽孢杆菌发酵液对脐橙果树内生菌抑制特性,为筛选治理黄龙病的药物奠定基础。方法:纯化培养黄龙病果树内生菌,经16S rDNA鉴定菌属,选择和黄龙病菌有相关性的内生菌为药敏实验菌株,以青霉素G、四环素、利福平、链霉素、吡哌酸、氨苄西林和多粘类芽孢杆菌发酵液为对比抑菌药物,分析抑菌差异以便筛选合适的内生菌抑菌药物。结果:分离获得黄龙病菌的相关性内生菌6株,药敏实验发现链霉素对所有菌株无药敏,青霉素G、利福平、氨苄西林对细杆菌属具有高药敏性,四环素对代尔夫特菌属和不动杆菌属具有高药敏性,发酵液对代尔夫特菌属和伯克霍尔德菌属具有高的药敏性,其中,利福平对所有菌株均有药敏性,四环素仅对伯克霍尔德菌属无药敏性。结论:多粘类芽孢杆菌发酵液对黄龙病果树内生菌有优良的抑制效果。

彭泽鲫养殖池塘不同生境微生物基因组DNA的提取

比较3种DNA提取方法(溶菌酶法、CTAB法及珠磨法)对养殖池塘几种生境(底泥、饲料、彭泽鲫肠道内容物及肠道壁)菌群PCR-DGGE分析的影响。结果表明,以3种提取方法获得的DNA为模板均能进行16SrDNA V3区特异性片段扩增,但不同DNA提取方法对池塘不同生境菌群DGGE指纹图谱存在显著影响;人工养殖的彭泽鲫肠道内容物菌群与肠道壁的菌群存在一定的相似性,肠道内容物菌群比肠道壁菌群丰富。

微生物炼铜滤液中铜的测定

本文从矿山实际出发,试用碘量法代替原子吸收法测定细菌冶炼酸沥滤液中的铜,建立起不用高档仪器、快速、准确地测定该类样品中铜的方法.实验结果表明,该法稳定性好,适用范围广(浸出液中铜含量在0.2—67g/1均可测定),精密度(RSD)为1.05%(n=10),回收率均达99.82%.