膜-生物反应器与活性污泥工艺处理氨氮废水的微生物特性比较

考察了膜-生物反应器（MBR）与活性污泥工艺（CAS）处理无机氨氮废水的对比研究.结果表明,同CAS相比,MBR处于高容积负荷、低污泥负荷的运行状态下,硝化效果较好,除了短期的pH控制故障外,氨氮转化为硝酸盐氮的转化率可达99%.随着运行时间的增加,膜组件的截留作用导致MBR内胞外多聚物的积累,电镜扫描（SEM）不能观察到运行后期微生物的形态变化,然而,CAS中微生物形态变化不大.2个反应器中硝化菌、亚硝化菌和异养菌的变化趋势是一致的,异养菌仅为硝化细菌的万分之一;但与MBR相比, CAS中硝化菌数量少32%,亚硝化菌的数量少35%,异养菌数量少24%.     

源自生物絮团产絮凝剂的异养硝化-好氧反硝化菌xt1的鉴定及其脱氮特性

为了高效进行水体脱氮,本实验从形成于凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖水体的生物絮团中分离到一株具产絮能力的脱氮菌xt1,经16S r RNA基因测序与生理生化分析确定菌株xt1为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。在此基础上,本文研究了该菌的脱氮特性。结果表明:菌株xt1最佳碳源为葡萄糖,以其为底物对氨氮、硝态氮去除率分别达95.56%和57.40%。以蔗糖为碳源亦具较高脱氮率,对氨氮、硝态氮去除率分别达69.95%和49.50%;该菌能利用有机氮加速生长,添加0.25%、0.5%、1%和2%的蛋白胨能促进OD600,分别达到0.925、1.034、1.103和1.314,均高于未加蛋白胨下的生长,且氨氮去除率均超过90%,硝态氮去除率均超过88%;该菌能适应20—200mg/L无机氮浓度;该菌能以NH4+-N、NO2–-N或NO3–-N为唯一氮源进行异养硝化-好氧反硝化,反应84h去除率分别达到94.16%、47.60%和91.17%。其中,该菌的硝化形式是将氨氮转化为气态氮脱除,其硝态氮反硝化形式是先将硝态氮转化为亚硝氮,再以气态氮脱除。在进行异养硝化-好氧反硝化同时,菌株xt1体现絮凝特性,絮凝率最高分别达到82.28%、73.15%和75.60%;此外,添加该菌于养殖水体中能加速生物絮团形成,同时提高脱氮率。各项结果表明,菌株xt1可作为水产养殖水体脱氮的备选菌株。     

循环水养殖系统中好氧反硝化细菌的分离和应用

为了分离好氧反硝化细菌,探究其好氧反硝化过程。利用BTB培养基,从珍珠龙胆(♀Epinephelus fuscoguttatus×♂Epinephelus lanceolatu)循环水养殖系统的生物滤池中筛选出具有硝酸盐去除能力的细菌,并选择脱氮效果良好的菌株进行好氧反硝化反应器的构建,开展反硝化应用研究。本研究共分离出8株具有去除硝酸盐能力的菌株,经反硝化性能测定,都可大幅去除硝酸盐,同时也存在不同程度的氨氮和亚硝酸盐的积累;选择Z1、Z8两株脱氮效果较好的菌株进行好氧反硝化反应器的混合接种试验,结果显示反应器挂膜迅速、高效,接种2周后即达到相对稳定的水处理状态,硝酸盐去除率超过98.8%(约0.827g NO-3-N/(m2·d)),总氮去除率超过71.8%(约0.687g TN/(m2·d)),亚硝酸盐和氨氮的积累不明显,脱氮效果良好。     

Ni~(2+)和金霉素共存对序批式反应器性能、微生物活性及其微生物群落的影响

本文研究了10 mg/L的Ni~(2+)和5 mg/L的金霉素(CTC)对序批式反应器(SBR)性能、微生物酶活性和微生物群落的影响。结果表明,COD去除率在反应器整个运行过程中始终保持在90%以上。10 mg/L Ni~(2+)单独存在及其与5 mg/L CTC共存均能导致氮去除率的下降,且在二者共存时下降程度最大,表明Ni~(2+)和CTC共存对氮的去除呈现协同抑制作用。随着进水中Ni~(2+)和CTC的加入,活性污泥的耗氧速率、硝化和反硝化速率均有所降低。脱氢酶活性以及与脱氮相关的微生物酶活性的变化趋势与耗氧速率和相应的硝化反硝化速率的变化趋势保持一致,均出现了一定程度的降低。Ni~(2+)和CTC共存对硝化反硝化活性呈现协同抑制作用,协同抑制作用主要依赖于Ni~(2+)的含量。Ni~(2+)和CTC共存对活性污泥中活性氧(ROS)的产生和乳酸脱氢酶(LDH)的释放呈现协同促进作用,可以诱导活性污泥细胞内氧化应激以及细胞损伤。长期暴露条件下添加10 mg/L Ni~(2+)和5 mg/L CTC会降低微生物群落的丰富度和多样性。Ni~(2+)和CTC的存在显著抑制了活性污泥中硝化菌(Nitrosomonas、Nitrospira)和反硝化菌(Thauera、Longilinea、Denitratisoma和Anaerolinea)的相对丰度,从而抑制了SBR的脱氮性能。     

渤海和南黄海沉积物中氨氧化微生物对硝化潜势的相对贡献

硝化作用是海洋氮循环的核心过程。作为硝化过程关键步骤的氨氧化过程的主要参与者,氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化作用的相对贡献是海洋氮循环关注的热点问题之一。本文选取渤海和南黄海20个站位的表层沉积物,通过微宇宙培养实验研究了沉积物中氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化潜势的相对贡献。结果表明,渤海和南黄海海域表层沉积物中潜在硝化速率(以氮计,下同)为0.004 6～0.283 1μmol/(g·d),其中氨氧化古菌潜在硝化速率为0.004 3～0.274 3μmol/(g·d),氨氧化细菌潜在硝化速率为0.000 4～0.056 0μmol/(g·d)。氨氧化古菌是硝化潜势的主要贡献者,在渤海海域的贡献率为59.79%～97.95%,在南黄海海域的贡献率为18.47%～94.26%。渤海海域潜在硝化速率显著高于南黄海海域。此外,本研究海域中盐度是影响潜在硝化速率的关键环境因子,对渤海海域的分析则表明越高的NO₃^-浓度可能指示着越高的硝化潜势。在河口及近海沉积物中,氨氧化古菌在硝化过程中起着更加重要的作用;河口和近岸沉积物硝化潜势总体高于远海。本研究为进一...     

黄河三角洲湿地硝化作用强度及影响因素研究

采用现场调查和实验室培养的方法,研究了黄河三角洲滨海湿地不同环境氨氧化细菌分布、硝化强度及影响因素,结果表明:5个不同生态环境中氨氧化细菌数量和硝化强度差别较大。氨氮浓度、盐度、温度、pH对硝化强度均有明显影响。硝化强度随着氨氮浓度的增加而增大;低盐度条件下,含盐量的变化对土壤的硝化强度影响不明显,高盐度条件下,硝化作用明显受到抑制;硝化作用最适宜的温度是28℃左右,低温限制硝化作用的进行;在偏碱性的环境中硝化强度较强,较低的pH严重抑制硝化作用。     

海洋亚硝酸盐氧化细菌的多样性分布及其生态功能研究进展

微生物介导的硝化过程是全球氮循环的一个重要环节, 其中催化亚硝酸盐氧化过程的功能菌亚硝酸盐氧化菌(NOB)受到越来越广泛的关注。目前已鉴定的NOB涵盖4个菌门, 分属7个菌属。其中, 亚硝化螺旋菌属(Nitrospira)由于多样性高、分布广泛成为近年来的研究热点。文章综述了NOB多样性组成、系统进化关系、生态分布特征以及亚硝酸盐氧化和自养固碳的过程机制, 阐述了其在海洋碳氮生物地球化学循环中的功能, 并展望了本领域的研究热点。     

高盐条件下pH对同步短程硝化反硝化脱氮性能及微生物群落的影响

本研究采用复合序批式生物膜反应器(HSBBR)处理高盐废水,考察了进水pH对反应器性能和微生物群落结构的影响。进水pH值由7.8降至6.0和5.0以及由5.0恢复到7.8,对污染物去除效能和稳定性影响较小,COD、NH⁺₄-N和总无机氮的平均去除率保持在96%、99%和91%以上。进水pH改变对NO^-₂-N积累产生明显影响,pH为7.8条件下周期内NO^-₂-N最大积累量为7.07～8.15 mg·L^-1,明显高于pH值为6.0和5.0时的值(4.81和2.23 mg·L^-1)。进水pH由5.0提升至7.8悬浮污泥和生物膜的微生物多样性均降低。进水pH为5.0时,反应器内相对丰度前三位的菌属为反硝化菌Defluviicoccus(14.7%～27.3%)和Candidatus＿Competibacter(22.7%～26.0%)及聚磷菌Candidatus＿Accumulibacter(11.8%～17.8%);p...     

水处理中SMP和EPS生成机理的数学模型建立及仿真

根据质量守恒原理提出了一个新的解释膜生物反应器中的可溶性微生物(SMP)和胞外聚合物(EPS)生成机理的数学模型。该模型结构简单,仅有底物、活性污泥、SMP和EPS四个组分,且参数确定的工作量较小。通过实验验证可知该模型能正确地模拟出膜生物反应器中的污泥生长和SMP形成的生物反应过程。     

SBBR处理低盐污水同步硝化反硝化性能研究

采用流化床填料序批式生物膜反应器(SBBR),考察了低盐度对同步硝化反硝化脱氮性能的影响。结果表明,在试验盐度范围内(0.15~1.00),提高盐度对CODCr的降解影响很小,去除率都接近90%;氨氮去除率在0.45盐度时达到最大,为90.1%,当盐度提高到0.60和1.00时,氨氮去除率分别下降到88.4%和87.3%,NO-2-N浓度明显上升,亚硝酸盐积累率由不足10%分别提高到14%和35%;在每个盐度下TN去除率都在70.0%以上,发生了同步硝化反硝化现象,并且在0.15~0.45的盐度范围内,同步硝化反硝化率(ESND)与盐度呈正相关。当盐度0.45时,ESND开始下降,SBBR的同步硝化反硝化过程受到抑制。     

海洋中不产氧光合细菌的研究进展

介绍了海洋中需氧的不产氧光养菌(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria,简称AAP细菌)在全球海域的分布和丰度、光合作用能力、系统发生、多样性,以及与光合自养生物的关系、在海洋碳循环中的贡献等方面的研究进展,阐述了海洋中不产氧光合细菌在碳、氮、硫、铁等物质循环过程中的重要性和一些新种的发现及其应用,指出了目前海洋中不产氧光合细菌研究中存在的问题。     

胶州湾水域异养细菌、大肠菌群和石油降解菌的生态分布

通过对1991～1998年的胶州湾10个常规监测站的有关微生物方面的分析研究,发现胶州湾水域中异养细菌、大肠菌群、石油降解菌的数量普遍较高,三者在表层水体中的最高值分别达1．1×106,4.6×104,4.6×102个／ml;异养细菌和大肠菌群的数量在胶州湾沿岸区域数量最高,湾心、湾口、湾外数量减少;大肠菌群和异养细菌的数量随季节变化明显,夏天数量多,冬天数量少,春、秋数量居中,与水温有着紧密的关系;石油降解菌的数量一年四季变化不大;异养细菌和大肠菌群之间存在着相关关系,且二者的数量与水域中的溶解有机碳、无机氮、无机磷等营养盐的含量有着一定的关系。     

珠江口异养细菌时空分布特征及其调控机制

河口是海陆相互作用的重要地带, 往往呈现出独特的生物地球化学过程, 是研究碳循环过程的重要场所。在春季(2015年5月)、夏季(2015年8月)和冬季(2016年1月)分别对珠江口海域异养附生细菌和游离细菌时空分布及其各自高核酸(HNA)、低核酸(LNA)类群的相对贡献进行了调查研究, 并对其调控因子进行了相应探讨。结果表明, 珠江口异养细菌分布具有明显的时空差异。空间分布上, 珠江口异养细菌丰度自河口上游至下游呈递减趋势, 主要与上游污水输入以及珠江径流与高盐外海水在河口内的混合有关; 在雨季, 河口中下游盐度锋面区出现异养细菌丰度和叶绿素a质量浓度的高值区, 锋面区使营养物质停留时间增加, 促进浮游生物生长。垂直方向上, 表层异养细菌丰度略高于底层。时间尺度上, 异养细菌总丰度在春季最高(表层均值为2.94±1.23×10⁹个 •L^-1, 底层为2.81±1.50×10⁹个 •L^-1), 夏季次之(表层均值为2.32±0.43×10⁹个 •L^-1, 底层为1.90±0.50×10⁹个 •L^-1), 冬季最低(表层均值为1.06±0.33×10⁹个 •L^-1, 底层为9.76± 3.44×10⁸个 •L^-1)。珠江口海域异养细菌以附生细菌为主, 占异养细菌总丰度的16.56%~96.19%, 整体分布较稳定, 冬季最高(平均78.65%)、夏季(70.32%)与春季相近(68.17%)。附生细菌以代谢活跃的HNA类群为主, 游离细菌则主要以LNA类群为主, 代谢活性整体相对较低。     

东太平洋铁锰结核区微生物的丰度及其成矿作用研究

于１９９４年４－１１月东太平洋铁锰结核期探区,随向阳红０９号船,采集了３９个表层沉积物,１２个上覆水和７个结核样,在现场用平板法测定了异养细菌和铁,锰细菌丰度,用稀释法（ＭＰＮ法）测定硫酸盐还原菌丰度,在实验室对船上带回的异养细菌和锰细菌进一步纯分分离,进行了１２项生化试验,对照伯杰氏手册第八版鉴定至属。为了探讨微生物在大洋成矿过程的作用,使用分光光度法,测定锰细菌对锰,铁离子的转化作用和不同培养     

Effects of fixation and storage on flow cytometric analysis of marine bacteria

Flow cytometry (FCM) is now becoming a routine tool for the enumeration and optical characterization of bacteria in marine environments. We investigated the effects of sample fixation and storage upon flow cytometric determination of marine bacteria. Fixed and unfixed seawater samples were analyzed by FCM immediately aboard ship and/or later in the laboratory, and the appearances of the fluorescence signals and bacterial counts of these samples were compared. Fixation and storage led to the formation of multiple peaks in fluorescence histograms; this was also seen in 22 out of 36 samples frozen in liquid nitrogen. Fixation did not, but storage did induce a decrease of bacterial counts: a rapid decrease during the first 3 days followed by a slower decline. The decline of cell numbers in stored samples was expressed by a regression model. Our studies indicate that precaution is necessary when interpreting the data from fixed and/or stored marine bacterial samples analyzed by FCM. The possibility that the procedure of fixation and storage leads to the appearance of high DNA and low DNA bacterial groups should be considered.     

长江口邻近海域浮游细菌分布与环境因子的关系

利用2003年9-10月"东海陆架水交换"调查航次期间获得的浮游异养细菌、寡营养细菌和光合细菌的分布资料和实测水环境数据,探讨了这三类细菌的分布特征及其与相关环境因子的关系。结果表明:在长江口邻近海域,以30等盐线为界,三类细菌的空间分布具有显著差异;调节制约这三类细菌类群生长和分布的环境因子不同;表层硝酸盐浓度1μmol/L可作为一个特征浓度,高于1μmol/L的海域,陆源输入的硝酸盐对于这三类细菌的生长和分布具有重要影响,低于1μmol/L的海域,硝酸盐的影响较小或无影响。同时,采用法国梅里埃API STAPH系统,结合电镜观察,对两株已获得纯培养的有色菌株进行了属种的鉴定,分别是变异微球菌(Micrococcus varians)和玫瑰微球菌(Micrococcus roseus),目前尚未发现这两种细菌在长江口及其邻近海域分布的报道。     

中国对虾虾苗体表细菌的扫描电镜和病理学观察

从对虾育苗池中任意收集活的虾苗，通过扫描电镜观察发现其体表有大量附生细菌和污着生物，优势菌为弧菌属。这些细菌可分解几丁质，损害甲壳表导并影响蜕皮，为其它生物附着创造了机会。当有病毒感染或其它因素使其抗病力下降时，此类细菌可能乘机进入虾苗繁殖，引发弧菌病，故可称之为条件致病菌。有体表细菌附生的虾苗，肝胰腺内也常发现细小病毒和大量细菌感染，造成肝组织坏死。这是虾苗停止变态、蜕皮和大量死亡的重要原因。     

产碱性纤维素酶海洋细菌的筛选、鉴定及酶学性质研究

用CMC平板筛选方法,从青岛近海海域海水中分离出一株产碱性纤维素酶的海洋菌株QM11,经16S rDNA鉴定,该菌株为Cytophaga fucicola.对该菌的生物学特性研究表明,其最适生长温度为27℃,生长温度范围为4～48℃,为耐冷菌;在pH7.0～8.0、含3.0%NaC1的培养基条件下,最适宜菌株生长和产酶;QM11所产碱性纤维素酶最适反应温度为40℃,最适反应pH为9.0,在碱性条件下具有较高的酶活性和较好的稳定性.Mn2+、Fe3+对酶反应具有促进作用,Cu2+、Pb2+对酶反应具有抑制作用.     

Heterotrophic bacteria of the Dapeng Bay in the South China Sea: community structure, abundance, and the relationships of culturablity with environmental factors

The community composition,abundance and culturablity of heterotrophic bacterioplankton in the Dapeng Bay of the South China Sea were investigated by morphological method,bacterial cultivation and biochemical methods over an annual cycle.Aeromonas and Pseudomonas were the predominant genera among the Gram-negative bacteria.The bacterioplankton abundance fluctuated from 2.07×10 8 to 2.44×10 9 cells/dm 3 ,and culturable bacteria abundance ranged between 0.1×10 6 and 16.07×10 6 CFU/dm 3 .The Culturablity of heterotrophic bacteria ranged between 0.01% and 1.31%.The relationship between bacterial culturablity and the environmental factors was also studied in different sites of the Dapeng Bay.Throughout the bay,a significantly positive relationship was evidenced between bacterial culturability and temperature,meanswhile bacterial culturability was significantly inversely related with salinity.The positive relationship was shown at the central bay while a negative relationship was observed at the bay mouth and there was no significant correlation at top bay between bacterial culturablity and chlorophyll a of sea water.A positive relationship was found between culturability and DIN all the bay,but DIP showed a significantly negative relationship with bacterial culturability only at the mouth of the bay.     

海洋光合细菌的分离鉴定及其生长条件的研究

用红色硫细菌培养基从青岛沿海潮间带海泥中分离出8株光合细菌,经鉴定菌株HD_1属最小着色菌(Chromatium minutissimum),HD_2、HD_4为细着色菌(Chromatium gracile);菌株SL_1、SL_1x、PL_1和PL_2为嗜酸红假单胞菌(Rhodopseudomonas acidophila),菌株HCx为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)。分离菌株均具运动性,不需生长因子。菌株HD_1、HD_2和HD_4在厌氧光照条件下利用硫化物,且在细胞内贮存硫粒。菌株HD_1、HD_2的最适盐度为4.0％,最适pH为7.0,8.0。当培养基中硫化物含量为0.01—0.04％时,菌株HD_1、HD_4生长良好。菌株PL_2在初始pH为6时生长最好。酵母膏对菌株HCx具有明显的促生长作用。