不同污染负荷对移动床生物膜反应器处理海水养殖废水的性能及微生物群落的影响

应用缺氧/好氧—移动床生物膜反应器(Anoxic/Aerobic-Moving Bed Biofilm Reactor,A/O-MBBR)系统,通过固定进水COD与无机氮之比C/N为12,将COD依次设置为150、300、350和450mg·L~(-1)时,探讨反应器对海水养殖废水中氨氮、硝氮、亚硝氮及COD的去除效果,并分析微生物群落变化及响应。结果表明,在进水COD为150mg·L~(-1)、无机氮12.5mg·L~(-1)时,反应器运行效果最佳,此时氨氮、硝氮、COD和亚硝氮的去除率分别为93.7%(出水0.3 mg·L~(-1)),87.5%(出水0.7mg·L~(-1)),98.2%(出水3mg·L~(-1)),86.9%(出水0.1mg·L~(-1))。当COD提高至450mg·L~(-1)时,氨氮去除率逐渐降低到40.7%,亚硝氮在COD为350mg·L~(-1)时去除率降低至22.5%。在整个系统运行过程中,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是反应器中的绝对优势类群。当COD由150mg·L~(-1)上升到350mg·L~(-1)时,变形菌门的相对丰度却由63.9%~75.2%提高到88.1%~92.4%;拟杆菌门的相对丰度则由11.9%~13.0%降低到4.5%~5.4%;引起污泥膨胀的发硫菌属(Thiothrix)的相对丰度由6.24%~7.08%增加到58.16%~76.74%,表明反应器污泥膨胀趋势加剧。应用A/O-MBBR工艺处理海水养殖废水时,在COD为150mg·L~(-1)时效果较好,随着COD浓度提高,引起污泥膨胀的微生物开始大量滋生。     

两株海水氮降解菌的分离鉴定及其无机氮去除特性初步研究

为解决海水养殖环境中的无机氮污染问题,从河鲀(Takifugu rubripes)养殖池塘的水体和底泥中筛选出2株可有效去除氨态氮、亚硝态氮和硝态氮的菌株——盐单胞菌(Halomonas sp.DN3)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis HC),并初步探讨了2株菌在不同无机氮源中的氮去除特性。研究表明,2株细菌均具有较好的无机氮去除效果。在初始无机氮浓度为42 mg·L~(-1)的单一氮源基础降解液中,菌株DN3对氨态氮、亚硝态氮和硝态氮的去除率分别为84.1%、62.1%和98.8%;菌株HC对三者的去除率分别为81.2%、49.0%和90.3%。在氨态氮去除过程中,虽未检测到硝态氮和亚硝态氮的积累,但从系统的氮收支分析,总氮浓度均显著下降,推测可能存在硝化过程;在硝态氮和亚硝态氮去除过程中,菌株DN3还原硝态氮时具有亚硝态氮的积累,菌株HC氧化亚硝态氮时具有硝态氮的积累。而从总氮浓度均有下降推测,可能存在好氧反硝化过程。在初始无机氮浓度为42 mg·L~(-1)的混合氮源基础降解液中,2株菌均具有良好的同步去除无机氮能力。以氨态氮和亚硝态氮为氮源时,菌株DN3和HC的总无机氮去除率分别为75.4%和66.6%;以氨态氮和硝态氮为氮源时,菌株DN3和HC的总无机氮去除率为69.5%和75.6%,2株菌在2种混合氮源中的氨态氮去除率均在90.0%以上。综合分析,菌株DN3和HC对无机氮去除机制主要以菌体的同化作用为主,同时推测具有一定的硝化和反硝化作用。研究结果表明,菌株DN3和HC均可高效去除无机氮,其在海水养殖水环境调控中具有潜在的应用价值。     

海水养殖环境中拟除虫菊酯类农药降解菌的分离鉴定及降解特性研究

从近岸海水养殖环境中分离获得一株能高效降解氯氰菊酯(Cypermethrin,CYP)和溴氰菊酯(Deltamethrin,DEL)的菌株HS-10,经生理生化和16S rDNA分析,初步鉴定其为假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)。不同降解条件下的实验结果表明,菌株HS-10在pH 7.0、温度28°C的环境中具有较好的生长和降解效率,在该条件下,对初始浓度为100mg/L的CYP和DEL的降解效率分别为75.6%和90.9%。进一步采用发光细菌和核磁共振(NMR)方法对菌株HS-10的降解产物进行分析,结果表明,CYP和DEL主要通过微生物降解消除,其降解产物的毒性显著降低。同时,考察了菌株HS-10对氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯(BIF)、氟氯氰菊酯(CYF)和氰戊菊酯(FEN)5种拟除虫菊酯类农药(浓度分别为100mg/L)的降解效率,结果表明,对5种农药的降解率均达到50%以上,本研究获得的菌株HS-10可用于海水养殖环境中拟除虫菊酯类农药残留污染的生物修复。     

纳米ZnO对1株异养硝化-好氧反硝化菌Halomonas sp. KGL1的生物胁迫效应研究

本文通过纳米ZnO(ZnO-NPs)对具有高效脱氮能力的异养硝化-好氧反硝化菌Halomonas sp. KGL1的短期暴露实验,探讨在不同作用浓度下(0,1,10,50 mg·L~(-1)) ZnO-NPs对菌株的生物胁迫效应。结果表明,ZnO-NPs破坏菌株Halomonas sp. KGL1的细胞膜完整性并改变其粘滞性,使菌株形态结构改变,菌体发生团聚;同时诱导该菌株细胞产生活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS),对菌株细胞产生氧化胁迫,进一步损伤菌株细胞,抑制菌株的生长和脱氮能力,且ZnO-NPs浓度越高,该菌株受胁迫程度越强。不同浓度的ZnO-NPs对菌株Halomonas sp. KGL1的NH~+_4-N去除率无显著影响,而其NO~-_3-N、NO~-_2-N的去除效率显著降低。研究结果可为提高海水养殖废水等高盐含氮废水中脱氮菌株的抗ZnO-NPs胁迫能力的理论研究和实际应用提供科学依据。     

一株新型异养硝化-好氧反硝化菌GJWA3的脱氮性能及定量检测

从水产养殖水体中分离出一株具有异养硝化-好氧反硝化能力的菌株Halomonas sp. GJWA3,该菌株在单一氮源条件下(10 mg·L~(-1))对NH~+_4-N、NO~-_2-N和NO~-_3-N的48 h去除率分别为96.44%、99.42%和78.27%,氮平衡分析结果表明该菌株能够去除水体中大部分无机氮。该菌株在pH为7.0～8.5、温度为25～35℃、C/N为10～20、盐度为24～40条件下表现出优良的NH~+_4-N、NO~-_2-N去除能力。通过酶联免疫吸附测定法建立菌株GJWA3的定量方法,定量范围为1×10~4～1×10~8 CFU·mL~(-1),线性相关性为R~2=0.957 2,通过此方法检测到该菌株在实际养殖水和废水中均能保持较高丰度,同时其48 h对TN的去除率分别为49.01%和62.48%。安全性实验表明,该菌株无溶血作用,且对凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)有较高的生物安全性。研究结果表明,菌株GJWA3具有优异的脱氮能力、良好的水产养殖环境适应性和应用安全性,可在养殖水处理领域进行实际应用。     

高效COD消解菌DZG-F1在海南省高位池养殖水质管理中的应用潜力

从海南省高位池养殖水中分离出一株高效消解化学需氧量COD (Chemical Oxygen Demand)的菌株DZG-F1,经16SrDNA序列鉴定,初步鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus),命名为Bacillus sp.DZG-F1,在淀粉7%、pH 7.0、温度35℃、K_2HPO_4添加量3‰的培养条件下,能有效促进该菌株生长;微生物固定材料中固菌能力为改性椰丝纤维海藻酸钠微球椰丝纤维,其中改性椰丝纤维固定后的菌株在水产养殖废水处理中COD消解能力最佳,其48 h COD消解率为50.75%。本研究表明,固定化DZG-F1菌株对海水养殖废水中的COD具有良好的消解能力,在海水养殖水质管理中具有较大的应用潜力。     

好氧时间与缺氧时间变化对O/A-SBR处理海水养殖废水性能影响

考察了好氧时间与缺氧时间的变化对好氧/缺氧-序批式反应器(O/A-SBR)处理海水养殖废水性能的影响。结果表明,好氧时间/缺氧时间变化对COD去除效果影响不大,但对O/A-SBR的脱氮性能有着明显的影响。当好氧时间/缺氧时间从2h/8h逐渐地变为0.5h/9.5h时,污泥比好氧速率(SOUR)从36.49mg O2/(g MLSS·h)逐渐降低到31.93mg O2/(g MLSS·h),溶解氧的高低直接地影响着活性污泥SOUR的大小。活性污泥的比氨氧化速率(SAOR)和比硝酸盐氧化速率(SNOR)在好氧时间长的情况下相对较高,但好氧条件却抑制了活性污泥的反硝化速率(SNRR)。好氧时间与缺氧时间变化使O/A-SBR中微生物群落结构发生变化,一些微生物不能够适应环境变化的微生物可能减弱或被淘汰。     

一株低温降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

从刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘环境中驯化分离筛选到1株低温有机物和氨氮降解菌株DB11。根据其形态特征、生理生化特性以及16S rDNA序列分析,将该菌株鉴定为马氏副球菌(Paracoccus marcusii)。经驯化,该菌株以刺参饵料为唯一营养源,低温(15℃)、低接种量(<5×10-3)条件下能同时高效降解饵料中的有机物和氨态氮,5 d时间内对富集培养基中COD和NH4+-N的降解率分别达50%和98%。进一步研究其降解特性表明,菌株生长适温15~30℃,生长适宜pH值为7~10,降解刺参饵料中COD和NH4+-N的最适温度条件为15~20℃、最适pH条件为8.0~8.5;在最适降解条件下、接种量为5×10-3时,对10~20 g/L高质量浓度的刺参饵料液中COD降解效果显著,3 d时间去除率达56.9%~65.7%,对1~20 g/L质量浓度的刺参饵料液中NH4+-N 3 d时间的去除率达91.7%~99.9%。     

臭氧及臭氧类高级氧化技术降解甲基对硫磷的效能

文章研究了臭氧及臭氧类高级氧化技术(AOPs-O3)在不同pH条件下降解甲基对硫磷(MP)的效能。结果表明,在pH 3~10的条件下(反应过程控制pH),单独臭氧化5min即可完全降解MP,但不同pH下化学耗氧量(COD)和有机磷的释放率差异明显。在pH为3.3,7.5和9.4的条件下单独臭氧30min后COD的去除率分别为55.17%,89.64%和93.10%,有机磷的释放率分别为16.33%,95.00%和99.99%。考虑酸性条件下可以规避碳酸盐的负面影响(特别是高浓度废水),利用O3/H2O2/Ti(IV)在pH 3.3条件下处理MP溶液,COD去除率和有机磷释放率分别达到89.64%和81.57%。相对法计算求得MP与O3和羟基自由基(·OH)的速率常数分别为31.98L·(mol·s)-1和7.488×109 L·(mol·s)-1。活性污泥法的测试结果表明,MP经O3/Ti(IV)/H2O2(pH=3.3)和O3(pH=9.4)可提升含MP废水的可生化性,但与培养液体系相比仍具有一定的毒性。     

外源植物生长素对鳗草植株促生长作用的研究

实验室条件下,研究了5个不同吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)浓度处理(0(对照)、1、10、50、100μmol·L~(-1))对鳗草(Zostera marina)存活、生长、光合色素含量、过氧化物酶(POD)活力、超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量的影响,分析了外源IAA对鳗草植株的促生长作用。研究显示,经25d培育实验,鳗草地上组织环境海水添加IAA(1~100μmol·L~(-1))显著提高了植株存活率(66%~69%),且植株的单株叶面积、地上组织绝对生长率、地上生产力和总生产力均在100μmol·L~(-1)处理组达到最大值,显著高于其他处理组(P0.05);鳗草地下组织环境海水添加IAA对植株生长的促进作用不显著,仅50μmol·L~(-1)处理组植株的根长高于对照组植株根长2倍左右;鳗草地上组织环境海水的IAA浓度为100μmol·L~(-1)或地下组织环境海水的IAA浓度为50μmol·L~(-1)时,植株的各光合色素含量达到最大值;IAA对植株POD和SOD活力无显著影响(P0.05),但高浓度IAA处理条件下植株的MDA含量显著降低。研究结果表明,IAA是一种有效促进鳗草植株生长的生长调节剂,叶片可能是鳗草吸收外源生长素的主要部位,在设定的4个IAA处理中,100μmol·L~(-1)IAA浓度对鳗草植株的促生长作用最显著。     

一株异养硝化-好氧反硝化地衣芽孢杆菌的脱氮特性及机制研究

分离自对虾养殖池塘的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)MP15具有高效的异养硝化-好氧反硝化性能。为了进一步研究菌株MP15的脱氮特性和脱氮机制,本研究采用氮同位素标记法,对其在氮基础降解液中的脱氮特性和机制进行了深入的研究。研究结果显示:在初始无机氮浓度为42 mg/L的氮基础降解液中,其对NH~+_4-N、NO~-_2-N和NO~-_3-N的最大去除速率分别为1.03 mg NH~+_4-N/(L·h)、1.74 mg NO~-_2-N/(L·h)和1.02 mg NO~-_3-N/(L·h)。氮代谢过程中羟胺氧化还原酶、亚硝酸盐还原酶和硝酸盐还原酶的酶比活力分别为0.540 6、0.157 8和0.160 9 U/mg。对菌株MP15脱氮过程中的~(15)N同位素示踪结果显示,以NH~+_4-N作为唯一氮源时,仅产生~(15)N_2O;当菌株MP15分别以NO~-_2-N和NO~-_3-N作为唯一氮源时,可同时检测到~(15)N_2O和~(15)N_2。综合上述结果,菌株MP15对无机氮的去除主要包括:同化作用、硝化作用和反硝化作用。其中对NH~+_4-N的硝化途径为:NH~+_4-N→NH_2OH→N_2O;对NO~-_2-N的硝化-反硝化途径为:NO~-_3-N←NO~-_2-N→N_2O/N_2;其对NO~-_3-N的反硝化途径为:NO~-_3-N→NO~-_2-N→N_2O/N_2。     

潮水作用下苏北海岸带盐沼甲烷通量时空特征研究

甲烷是大气中重要的温室气体,对全球气候变暖具有重要的贡献,在全球的碳循环中也扮演着重要的角色。2013年7月(生长季)和2013年12月(非生长季)在中国江苏省盐城海岸带盐沼湿地采用静态箱技术原位测定CH_4的通量。结果表明,在光滩和植被演替带上,光滩、互花米草带和獐茅带甲烷的通量均值分别为0.26±0.44mg·m~(-2)·d~(-1)、25.83±4.25mg·m~(-2)·d~(-1)和2.68±1.47mg·m~(-2)·d~(-1)表现为甲烷的源,盐地碱蓬带通量均值为-0.56±0.94mg·m~(-2)·d~(-1)表现为甲烷的汇,距离潮沟远近上,潮沟处甲烷的通量均值最大(16.90±3.71mg·m~(-2)·d~(-1)),大于近潮沟处(5.17±2.11mg·m~(-2)·d~(-1))和远潮沟处的甲烷通量均值(8.93±3.21mg·m~(-2)·d~(-1));植被区生长季与非生长季甲烷通量较为接近,甲烷通量均值分别为10.48±2.90mg·m~(-2)·d~(-1)、9.65±2.29mg·m~(-2)·d~(-1),生长季的甲烷通量略大于非生长季的甲烷通量;生长季潮水周期性变化中落潮甲烷通量比涨潮、平潮时期的甲烷通量值大,非生长季涨潮时期甲烷通量大于平潮、落潮时期的甲烷通量。高等植物的地上部分去除对甲烷的排放影响不一,去除高等植物后的互花米草带甲烷通量增加,盐地碱蓬带和獐茅带甲烷通量减少。盐沼甲烷排放与丰富的有机质有关,有机质提供甲烷产生的基质。在过碱的盐沼环境中产甲烷菌的活性受到限制,甲烷的通量与pH的呈负相关。硫酸盐浓度在378mg/L~530mg/L与甲烷通量无相关性、530mg/L~1100mg/L与甲烷通量呈正相关,在1100mg/L~1130mg/L与甲烷通量呈负相关。生长季光照、温度与甲烷通量呈正相关。     

海水工厂化养殖废水循环利用的初步探讨

以海水工厂化养殖排出的废水养殖双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)、菲律宾蛤仔(Ruditapes phi-lippinarum)、长牡蛎(Crassostreagigas)和细基江蓠(Gracilariatenuistipitata).结果表明:双齿围沙蚕耐污染能力最强;细基江蓠和双齿围沙蚕具有较强的净化水质能力.养殖废水经7 d处理后,NH4+-N、NoO3--N、NO2--N、PO43--P、COD和底质有机物分别下降至处理前的11.20%、23.69%、27.50%、14.6%、3.2%和0.32%,且沙蚕和江蓠平均日生长率分别为2.30 mg/g·d和80 mg/g·d.该方法不但能净化水质,还能实现养殖废水的循环利用.     

氟苯尼考浸泡栉孔扇贝后各组织中含量的测定

以栉孔扇贝(Chlamys farreri)为对象,研究了其不同组织对氟苯尼考的蓄积与消除规律。氟苯尼考对栉孔扇贝的96h半致死浓度LC50为213.1mg·L~(-1),安全浓度为21.3mg·L~(-1)。将栉孔扇贝分别暴露于氟苯尼考含量在安全浓度以上(40mg·L~(-1),A组)、安全浓度水平(20mg·L~(-1),B组)和安全浓度以下(10mg·L~(-1),C组)进行8天的蓄积实验,从第9天开始将栉孔扇贝转移至洁净的海水中进行5天的消除实验。研究表明:蓄积阶段,栉孔扇贝各组织中氟苯尼考含量随海水中氟苯尼考浓度的升高而增加;而同一时间的生物蓄积系数(BCF)则随海水中氟苯尼考浓度的升高而逐渐降低,表明在低剂量浓度条件下,栉孔扇贝更容易对氟苯尼考产生富集作用。各组织中氟苯尼考浓度大小顺序为:内脏团外套膜闭壳肌,其中,内脏团与外套膜中氟苯尼考含量大约是闭壳肌的2~7倍,表明氟苯尼考主要富集在栉孔扇贝的内脏团及外套膜中,闭壳肌中含量较少。消除阶段,氟苯尼考的日均消除速率大小顺序为内脏团外套膜闭壳肌,且A组B组C组,说明作为主要食用部位的闭壳肌对氟苯尼考的消除速率相对较慢。在较高浓度氟苯尼考下,闭壳肌需要经过一段时间的净化才能使氟苯尼考含量降至低于0.1mg·kg-1以下。研究结果为在栉孔扇贝养殖中合理施用氟苯尼考提供参考。     

活性炭对海水养殖废水处理中动态膜污染的控制过程与作用机制研究

研究了粉末活性炭(Powdered Activated Carbon,PAC)投加对厌氧/好氧-移动床-动态膜组合生物膜反应器(A/O-MB-DMBR)处理海水养殖废水工艺中的膜污染控制过程与作用机制。结果表明:投加PAC使反应器中生物膜胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)的含量下降45.5 mg·g~(-1),最高增长速率降低62.47%;同时PAC还可使悬浮物粒径增大,有效的控制EPS的积累和膜污染。PAC投加前,反应器在运行16 d时膜通量即降到0.4 L·(m~2·h)~(-1),而投加后,运行32 d后膜通量仍保持在9 L·(m~2·h)~(-1),反应器运行周期显著延长。微生物群落分析发现,PAC投加可促进动态膜微生物群落多样性以及物种丰富度,与污泥絮体水解及脱氮相关的拟杆菌门和浮霉菌门相对丰度显著增加,亮发菌属、黄单胞菌属等与EPS产生有关的变形菌丰度显著降低。可见,PAC通过改变反应器生物膜的微生物群落结构、降低EPS含量等过程控制膜污染进程,并最终延长了反应器的运行周期。     

中国南海Bukholderia sp.DA2菌株降解邻苯二甲酸二甲酯研究

以邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)为惟一碳源,从中国南海底泥中分离筛选到一株高效降解菌株,即伯克霍尔德氏菌Bukholderia.sp.DA2.该菌株降解DMP及其邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMT)和间苯二甲酸二甲酯(Dimethyl dimethyl isophthalate,DMI)2种异构体的效果显著.B.sp.DA2菌株能够在8d内好氧降解矿化100mg·L-1的DMT,15d内好氧降解矿化400mg·L-1的DMP.但对于200mg·L-1的DMI,则不能彻底降解矿化,反应终止在生成间苯二甲酸一甲酯中间产物的阶段.研究表明,B.sp.DA2菌株降解DMT及DMP的途径相似,首先脱酯生成单酯和甲醇,继而水解酸化,直至彻底矿化.降解速率及其途径,与化学结构密切相关.     

白令海东陆架区 生源硫化合物的时空特征变化

基于2012年和2014年中国北极科学考察航次白令海现场调查数据,分析白令海东陆架区二甲基硫(DMS)及其前体物质β-二甲基硫巯基丙酸内盐(DMSP)的空间分布特征和年际变化。结果显示,白令海东部陆架区DMS浓度呈自西向东递减的趋势,浓度平均值由2012年0.80 nmol·L~(-1)(范围为0.11～2.27 nmol·L~(-1))增加至2014年1.33 nmol·L~(-1)(范围为0.07～4.49 nmol·L~(-1))。DMSP浓度的空间变化与DMS不一致,高值区位于断面东部,主要受近岸阿拉斯加沿岸流以及育空河淡水输入的影响。2012—2014年,溶解态DMSP(DMSPd)和颗粒态DMSP(DMSPp)浓度平均值分别从4.21 nmol·L~(-1)、16.83 nmol·L~(-1)提高至14.94 nmol·L~(-1)、49.77 nmol·L~(-1),应是冷水团范围缩减以及浮游植物群落变化所引起的。DMS浓度同温度、c_(PO~(3-)_4)、c_(SiO~(2-)_3)显著相关,而DMS和DMSP浓度同无机氮浓度、盐度均存在显著相关性。表层海水DMS和DMSPd的生物生产速率均高于消费速率,且呈现出东高西低的趋势,原因是温度影响了微生物代谢活动。2014年的生产和消费速率均高于2012年的,主要由于表层海水DMS和DMSPd浓度升高和水团的年际变化。2012年和2014年表层海水中DMS微生物消耗速率平均值分别为13.66 nmol·L~(-1)·d~(-1)和33.87 nmol·L~(-1)·d~(-1),海-气通量平均值分别为3.66μmol·m~(-2)·d~(-1)和5.33μmol·m~(-2)·d~(-1),表层海水DMS通过海气扩散去除的周转时间分别是微生物消费的7.4和5.7倍。白令海东部陆架区表层水体中微生物消费是比海气释放更重要的DMS去除途径。     

一株甲胺磷高效降解菌——巴氏葡萄球菌(Staphylococcus pasteuri)的筛选及其分子鉴定

从湘潭南天化工厂的甲胺磷废水和污泥中分离细菌样品,以甲胺磷为唯一碳源和能源,经过定向筛选,得到1株可高效降解甲胺磷的菌株HN003,气相色谱测定其对甲胺磷的平均降解效率在24h、48h和72h分别达到45.8%、88.5%和100%。对其进行常规生理生化测试,结果表明,菌株HN003革兰氏染色为阳性,在10-42℃、pH3.0-pH14.0范围内均能生长,并与巴氏葡萄球菌的表型特征非常相似。为了进一步确定HN003的分类学地位,测定了其16S rRNA基因序列(1541bp),分析了相关细菌相应序列的同源性,构建了分子系统发育树,结果表明,菌株HN003与巴氏葡萄球菌的亲缘关系最近。综合上述结果,菌株HN003可鉴定为巴氏葡萄球菌(Staphylococcus pasteuri)。     

高固碳、高油脂产率微拟球藻筛选

随着全球经济快速发展,化石能源日益短缺、全球气候变暖问题日益突出,微藻生物柴油作为可再生能源逐渐取代传统化石能源,其研究已成为热点领域之一。微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)生长速度快、油脂含量高且能固定一定浓度的CO_2,已经实现了规模化养殖。本研究通过向柱状光生物反应器中通入10%CO_2,从41株微拟球藻中筛选得到4株高固碳藻株,编号分别为E-099、Z-211、Z-213和Z-214。批次培养条件下,5株藻(4株高固碳藻株和出发藻株)分别通入空气、2%和5%CO_2,随着CO_2浓度升高,5株藻的生物量和固碳速率呈下降趋势,但总脂含量和油脂产率有所提高,总蛋白含量无显著差异。空气组(Air)中,出发藻株(WT)的生物量产率、固碳速率和油脂产率显著高于其它藻株,分别为0.07 g·L~(-1)·d~(-1)、0.16 g·L~(-1)·d~(-1)和49.012 mg·L~(-1)·d~(-1);2%CO_2下,藻株Z-213和Z-214的平均生物量产率、固碳速率和油脂产率显著高于其它藻株,分别为0.06 g·L~(-1)·d~(-1)、0.14 g·L~(-1)·d~(-1)和44.124 mg·L~(-1)·d~(-1);5%CO_2下,出发藻株的生物量产率、固碳速率和油脂产率显著低于其它藻株,而总蛋白含量却高达24%。本研究对藻株的固碳能力及经济价值进行了综合评价,为实现规模化利用提供参考。     

凡纳滨对虾养殖池塘高效脱氮芽孢杆菌的分离筛选及特性研究

本研究通对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖池塘的底泥进行富集筛选,以菌株对人工海水培养基中的NH~+_4-N和NO~-_2-N的去除能力为依据,共筛选得到4株具有高效NH~+_4-N或NO~-_2-N去除能力的芽孢杆菌,分别命名为MP2、MP6、MP15和MP21。根据菌株的形态特征、生理生化特性以及16S rDNA序列和特异性序列比对分析,菌株MP2、MP6和MP15被初步鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumlius)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。进一步研究了不同菌株在人工海水培养基中的生长和脱氮特性,研究发现,4株菌均可同时去除人工海水培养基中的NH~+_4-N和NO~-_2-N,但不同菌株的脱氮特性有所差异,其中菌株MP2和MP15对人工海水培养基中的NO~-_2-N的去除能力优于对NH~+_4-N的去除能力,最高去除率分别为95.00%和100.00%,与此同时,2株菌株可分别同时去除人工海水培养基中约69.59%和54.97%的NH~+_4-N;而菌株MP6则表现出高效的NH~+_4-N去除特性,去除率高达100.00%,显著优于其对NO~-_2-N的去除率(约53.71%);菌株MP21虽能够同时去除NH~+_4-N和NO~-_2-N,但去除效果显著低于上述3株菌株,其对NH~+_4-N和NO~-_2-N的最大去除率分别为56.60%和34.80%。因此,综合菌株对NH~+_4-N和NO~-_2-N的去除效果,选取菌株MP2、MP6和MP15进行不同比例的配伍。对配伍后复配菌的脱氮特性研究表明,不同菌株经配伍后,通过菌株间功能互补,不仅可以高效的去除人工海水培养基中的NH~+_4-N和NO~-_2-N,且去除效果更加稳定和持续。本研究结果初步表明,菌株MP2、MP6和MP15不仅具有同时高效去除水体中的NH~+_4-N和NO~-_2-N的特性,且不同菌株通过一定比例配伍可更好的发挥脱氮特性,在水产养殖水环境调控和微生态制剂开发中具有潜在的应用价值。