高浓度CO_2入侵包气带对土壤微生物的影响

以鄂尔多斯CO2地质储存地的土壤和典型植被小麦和黑麦草为研究对象,通过原位模拟实验,考察了不同浓度CO2入侵包气带对土壤细菌、真菌、放线菌数量及细菌群落多样性的影响。结果表明,高浓度CO2入侵包气带,对土壤微生物生长有一定的抑制作用,植被可以提高CO2入侵条件下土壤微生物的抗逆性,但不同植被对土壤微生物抗逆性的调节具有一定差异;高浓度CO2入侵包气带,使Pedobacter(地杆菌属)、Akkermansia(疣微菌门)等细菌的丰度提高,unclassified_Betaproteobacteria(β-变形菌属)等细菌的丰度降低,细菌Thauera aminoaromatica(陶厄氏菌属)和Nitrospira(硝化螺菌属)完全消亡,并产生了Flavobacterium denitrificans(黄杆菌属)、Haematobacte(红杆菌属)、Ferrithrix(热袍菌门)新菌种。高浓度CO2入侵包气带对土壤微生物群落结构影响显著,但土壤微生物主要建群种未变。     

老化石油污染土壤微生物群落多样性特征

利用MiSeq高通量测序技术分析了延长某页岩气井田场地老化石油污染土壤的微生物群落多样性,采用冗余分析探究了微生物群落结构与土壤环境因子的关系。结果表明,石油污染可改变土壤微生物群落结构及多样性,石油污染土壤微生物的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria);鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、Saccharibacteria＿genera＿incertae＿sedis、芽孢杆菌属(Bacillus)、节杆菌属(Arthrobacter)、交替红色杆菌属(Altererythrobacter)和诺卡氏菌属(Nocardioides)等7种菌属具有石油烃类污染物降解功能,分枝杆菌属和短波单胞杆菌属(Brevundimonas)具有重金属降解功能;影响微生物群落多样性的环境主控因子为pH值、石油烃含量和重金属含量,石油烃的摄入会导致土壤中重金属含量升高。     

硫酸新霉素废水活性污泥的微生物群落结构解析

对硫酸新霉素废水处理中的好氧、厌氧活性污泥进行16S V3-V4扩增区域的微生物分类测序,采用宏基因组技术解析活性污泥的微生物群落结构。结果表明,从门水平而言,好氧活性污泥中的微生物主要为相对丰度为34.3%的变形菌门和相对丰度为11.5%的拟杆菌门,厌氧活性污泥中的微生物主要为相对丰度为42.7%的厚壁菌门、相对丰度为15.5%的拟杆菌门和相对丰度为10.7%的变形菌门;从属水平而言,好氧活性污泥中高丰度菌属的排序为:Parcubacteria_genera_incertae_sedis硝化螺菌属(Nitrospira,大致与Aquihabitans相当),厌氧活性污泥中高丰度菌属的排序为:芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)甲烷丝菌属(Methanothrix)泰氏菌属(Tissierella)嗜碱菌属(Alkaliphilus)副球菌属(Paracoccus)Pusillimonas(大致与Petrimonas相当)Pelolinea;通过PICRUST功能预测分析,推测好氧活性污泥中高丰度微生物的主要功能为硝化作用,厌氧活性污泥中高丰度微生物的主要功能为产甲烷;通过比较分析2种活性污泥微生物群落的主要差异物种,发现好氧活性污泥中高丰度变形菌门可能存在3种变形菌属,分别为α-变形菌、丙型变形菌、β-变形菌,厌氧活性污泥中高丰度厚壁菌门可能存在2种厚壁菌属,分别是芽孢杆菌、梭菌。该研究为活性污泥A/O法处理硫酸新霉素废水奠定了基础。     

电-生物耦合技术降解中药提取废水及微生物群落分析

通过现场实验采用电-生物耦合技术处理中药提取废水,探究水力停留时间(HRT)和电压对化学需氧量(COD)去除率的影响,通过高通量测序技术分析最佳工况下阴阳极板附近微生物群落结构差异.结果表明,溶解氧(DO)为3.0～4.5 mg/L,在HRT分别为12、24和36 h的动态条件下,电压为10 V,中药提取废水的COD去除率分别为70.78％±2.41％、82.83％±1.76％和92.62％±1.28％;在0、10和27 V的静态条件下,处理24 h的废水COD去除率分别为56.85％、98.97％和33.33％.阴阳极板附近微生物涵盖了29门、54纲、119目、219科和413属,优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和Epsilonbacteraeota 5个菌门,在阴阳极板附近菌落相对丰度分别为94.82％和99.53％.属水平上,阴阳极板附近菌属种类和相对丰度差异较大;理研菌属(Rikenellaceae)、Lentimicrobiaceae、球衣菌属(Sphaerotilus)、地杆菌属(Geobacter)和Methyloversatilis等菌属在阴极板附近相对丰度较高;在阳极板相对丰度均小于1％;动胶菌属(Zoogloea)、不动杆菌属(Acinetobacter)、小纺锤状菌属(Fusibacter)等菌属在阳极板附近相对丰度较阴极板附近高.研究表明,与仅在微生物或电化学作用下相比,电-生物耦合技术可有效降解中药提取废水,Zoogloea是阴阳极板菌群中的主要差异微生物.     

预氯化对原水管道含氮污染物转化及微生物群落结构的影响

利用原水管道模拟装置,研究了前置预氯化工艺对原水输送过程中含氮污染物转化及微生物群落结构的影响。研究结果表明:低浓度的预氯化过程能够有效促进原水管道中硝化反应的进行,而较高浓度氯(>1.5 mg/L)则会使硝化过程受抑制。原水中溶解性有机氮(DON)浓度增加率随着加氯量的增加而升高,且水体中亲水性小分子DON比例也明显增加。投加低浓度氯(0.5~1.0 mg/L)在一定程度上能够提高原水管道内壁生物膜的微生物多样性,而投加高浓度氯(>1.5 mg/L)则会明显降低微生物多样性。预氯化后,部分耐氯菌门(如厚壁菌门)及菌属(如假单胞菌属、食酸菌属、不动杆菌属)占比逐渐上升并趋于稳定,变形菌门及硝化螺旋菌门在加氯后占比逐渐下降。     

水量冲击对AAO系统中微生物群落结构的影响

为进一步明确AAO系统抗水量冲击能力,文中通过AAO中试试验对比了1.5倍水量冲击前后AAO系统出水水质变化,并采用高通量测序技术对水量冲击前后好氧区活性污泥的微生物群落结构进行分析.在1.5倍水量冲击期间,出水CODCr变化较小,出水氨氮和TN明显上升,出水TP呈先升高后下降趋势.水量冲击后,微生物物种总数下降、群落多样性下降、微生物群落结构发生变化,其中,拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度变化最为明显,相比水量冲击前降低了18.15％,变形菌门(Proteobacteria)和绿菌门(Chlorobi)的相对丰度上升了10.80％、10.64％.对比水量冲击前后污泥中主要脱氮除磷功能菌属分布特征,发现系统中的氨氮氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)、亚硝酸氮氧化细菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)和大部分具有反硝化功能的菌属受水量冲击影响,相对丰度下降,导致出水氨氮和TN上升,而系统中的聚磷菌的Candidatus accu-mulibacter相对丰度明显上升,生物除磷效果提升.     

污泥厌氧消化功能微生物群落结构的研究进展

污泥厌氧消化处理技术因其具有无害化、资源化和稳定化的特征备受关注。污泥厌氧消化涉及水解发酵、产氢产乙酸和产甲烷多种微生物,并发挥不同的功能。本文介绍了污泥厌氧消化体系中常见的细菌(门水平)和古菌（属水平）群落,如拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、螺旋体门（Spirochaetes）（细菌）和甲烷杆菌属（Methanobacterium）、甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）、甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）、鬃毛甲烷菌属（Methanosaeta）（古菌）等。同时也综述了影响厌氧体系中的微生物群落结构的因素,如pH、营养物质、温度、氨氮(NH₄⁺-N)及有毒有害物质等。最后展望了稳定同位素标记、宏基因组学和蛋白质组学等分子生物技术在探查微生物功能方面的应用前景,为进一步分析厌氧体系中未识别的功能微生物提供技术支撑。     

腐植酸钾肥料对土壤细菌多样性和养分的影响

采用高通量测序技术研究了不同用量腐植酸钾肥料对土壤细菌的丰度及其群落组成的影响,为腐植酸钾肥料提高土壤生物活性及养分提供理论依据。研究结果表明:(1)从细菌的门水平来看,不同用量腐植酸钾肥料处理土壤中细菌群落组成和优势菌群都相似,优势菌门依次为变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门。HA1(对照)的酸杆菌门含量(15.0%)在不同处理中最高,而HA2(5 g/kg土)的放线菌门含量(14.4%)则是最高。(2)从细菌的OTU水平来看,不同用量腐植酸钾肥料处理的土壤中OTU组成丰度也较为相似,OTU2914、OTU3151、OTU2799、OTU3463、OTU3451为土壤中主要类型,HA3(10 g/kg土)处理的OTU2914含量最高为3.12%,HA1处理的OTU2914含量最低为1.41%。(3)不同用量腐植酸钾肥料处理均能在一定程度上提高土壤有机质、全氮、全磷、全钾的含量,土壤磷、钾养分含量与细菌OTU呈正相关。     

BAF工艺预处理含微囊藻毒素微污染水源的微生物特征

以曝气生物滤池载体表面的生物膜为研究对象,通过镜检、磷脂脂肪酸(PLFA)测定、高通量454测序等手段研究了生物膜降解含氮有机物和微囊藻毒素-亮氨酸(MC-LR)的微生物特征. 结果表明,低碳源的微污染水源中水生物膜的微生物群落极为丰富,形成了由好氧细菌组成的微生物群落,运行前2周有6大门类17大种属,3?4周增加到14大门类43大种属,还有线虫、草履虫、水蚤等原生动物;优势菌属有球衣菌属Sphaerotilus (2.41%?24.58%)、气单胞属Aeromonas (4.16%?12.59%)、黄杆菌属Cloacibacterium (1.85%?12.39%)、水杆菌属Aquabacterium (1.53%?6.76%)、噬氢菌属Hydrogenophaga (1.12%?5.9%)、嗜甲基菌属Methyloversatilis (0.53%?1.52%)、红杆菌属Rhodobacter (0.09%?1.39%)等. 此外,投加0.16% T1菌剂芽孢杆菌后其含量增至1.97%,表明投加T1降解菌后芽孢杆菌迅速生长并成为优势种群,可强化降解MC-LR.     

潜流—表流复合人工湿地处理超低TN含量废水

为了解基质粒径以及植物种类对复合人工湿地处理超低TN含量废水净化效果,研究了4组复合人工湿地的出水效果及与微生物群落的关系。结果表明,4组复合人工湿地对NH3-N、TN和TP的总去除率为66.54%~74.05%、61.55%~73.61%、38.16%~54.64%,均有较好的处理效果。脱氮除磷主要发生在潜流湿地,去除率最高的为A1组风车草。人工湿地中主要的反硝化细菌是不动杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属,主要的除磷细菌是不动杆菌属、假单胞菌属。5~20 mm粒径基质不动杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属的丰度增加,提高了脱氮除磷的效果。风车草的种植改善了基质微生物的多样性和丰度,该组的不动杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属明显高于梭鱼草组,这是风车草组处理效果优于梭鱼草组的原因。