邻硝基对甲基苯酚和邻氨基对甲基苯酚对1,2,4-TCB厌氧生物降解影响研究

南京某化工厂生产邻硝基对甲基苯酚和邻氨基对甲基苯酚,场地调查和室内微宇宙实验研究发现该场地发生了1,2, 4-三氯苯(1,2,4-TCB)污染,且场地内天然发生着1,2,4-TCB的厌氧还原脱氯反应。为探究该场地地下水中邻硝基对甲基苯酚和邻氨基对甲基苯酚对1,2,4-TCB厌氧脱氯过程的影响,开展了3组微宇宙实验:(1)底物仅为1,2,4-TCB, (2)底物为1,2,4-TCB和邻氨基对甲基苯酚,(3)底物为1,2,4-TCB和邻硝基对甲基苯酚。对比了3种不同底物条件下1,2,4-TCB的降解过程、降解速率及微生物群落结构。实验结果表明:(1) 邻硝基对甲基苯酚在厌氧条件下还原生成邻氨基对甲基苯酚, 同时抑制1,2,4-三氯苯厌氧生物降解;最终1,2,4-TCB降解产物只有1,4-DCB。(2)邻氨基对甲基苯酚不会阻碍1,2,4-TCB的降解,但会降低降解速率。(3) Azospira和Pseudomonas与邻硝基对甲基苯酚还原反应有关,尤其是Pseudomonas极有可能是场地邻硝基对甲基苯酚还原的功能菌。     

CBs在沉积物上的吸附-解吸行为

采用批量平衡实验,研究了氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和1,2,4,5-四氯苯4种氯苯类化合物（CBs）在含不同特性的自然有机质（NOM）的5种沉积物上的吸附．解吸行为。研究结果表明,所有吸附等温线均表现出明显的非线性和吸附-解吸滞后现象。1,2,4-三氯苯在不同沉积物上吸附等温线的非线性程度以及在沉积物上解吸滞后效应都随着沉积物NON聚合度的增加而增大。另外,CBs溶质分子本身的性质也影响着其在沉积物上的吸附．解吸性能。4种CBs在同一种沉积物上吸附等温线的非线性程度及其解吸滞后系数按氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯的顺序依次减弱,说明CBs的分子尺寸越大,其在沉积物上的吸附非线性程度和解吸滞后现象也越弱。     

安徽铜陵狮子山硫化物矿山酸矿水中微生物功能群的研究

从安徽铜陵狮子山硫化物矿山酸矿水溪流获得样品,采用YE、Feo、FeSo、FeTo 4种选择性培养基,利用overlay分离技术,获得7株细菌菌株.利用16S rRNA基因序列同源性分析,与目前已分离得到的酸矿水微生物进行了比较.利用分离菌株16S rRNA基因序列构建系统进化树,结果表明获得的菌株可分为3个功能群:嗜酸性异养菌、嗜酸性自养菌、中度嗜酸性铁氧化细菌.嗜酸性异养菌主要与酸矿水中三价铁的异化还原和寡营养状态的维持有关;嗜酸性自养菌与酸矿水中铁、硫元素的氧化有关,是酸水中的生产者;中度嗜酸性铁氧化细菌能将二价铁氧化成三价铁,并产生难溶性的矿物,可实现酸矿水与酸矿水底泥之间铁元素的动态平衡.     

用维他命B12进行的PCE和TCE脱氯过程中碳同位素的裂解

利用维他命B12进行的全氯乙烯和三氯乙烯还原脱氯与微生物还原脱氯是类似的，并且目前作为一种辅助技术正在应用中。碳同位素分析是在对污染物研究和监测中的一种强大且有效的手段，被用来揭示在实验室微小实验盒中通过全氯乙烯和三氯乙烯的还原脱氯中同位素效果的特性。在实验室试验中，10mg／l的维他命B12降解了大于90％初始的20mg／l的含三氯乙烯的全氯乙烯。64％至72％的全氯乙烯被降解，这是全氯乙烯降解的主要产物。在三氯乙烯试验中，147mg／1的维他命B12降解了大于90％的初始20mg／l的含cDCE的三氯乙烯。30％至35％的三氯乙烯被降解，这是降解的主要产物。在全氯乙烯和三氯乙烯两种反应物中，可以观测到强烈的同位素的裂解。这种降解可以通过全氯乙烯的-16．5‰至-15．8‰浓缩参数和三氯乙烯的一17．2‰至-16．6‰浓缩参数的瑞利模型描述。在所有试验中，裂解都是相似的，平均浓缩参数为-16．5‰土0．6‰。如此显著浓缩参数的产生可以说明同位素分析可以用来监测通过全氯乙烯和三氯乙烯的脱氯和地下水污染物降解。迹象表明，同位素裂解是在氯乙烯与维他命B12发生作用的情况下产生的，正如通过零价铁的还原脱氯已经暗示了的一样。这个反应中e值与氯乙烯厌氧生物降解中e值的差异暗示着在这两种过程中可能存在着速率确定步骤的不同。     

四氯乙烯的生物吸附和厌氧生物降解研究

四氯乙烯(PCE)的广泛使用和不合理的处置已经使其成为地下水中普遍存在的有毒有害的有机污染物。PCE在厌氧条件下通过还原脱氯发生生物降解,按照非水溶性生物降解模型,有机物先吸附到厌氧活性污泥中,解吸后再进行生物降解。利用间歇试验进行厌养污泥对PCE的吸附降解实验研究。试验结果表明：厌氧污泥对PCE的吸附在0.5 h达到吸附平衡,在1.0 h达到解吸平衡。对实验结果的回归分析表明：PCE的吸附和解吸均符合Freundlich等温吸附方程。厌氧污泥在微生物的作用下将PCE还原脱氯为TCE和DCEs。     

分离自铜矿山尾矿区的铁还原菌nju-T1菌株:菌种鉴定及其还原Fe3+的最适条件

对安徽铜陵狮子山杨山冲尾矿库采集的酸矿水(AMD)及表层尾砂样品,采用FeTo选择性培养基,利用Overlay分离技术,获得了一株具有铁还原功能的细菌nju-Tl.形态观察、生理生化鉴定以及16S rRNA基因序列同源性分析结果表明,该菌株属于Acidithobacillus属.平板培养和液体培养实验证明,nju-Tl...     

长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制与微生物调控分析

为探析长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制,本文分析了2019年夏季长江口4个站位上覆水和间隙水中总As浓度及形态的剖面变化特征,耦合氧化还原敏感元素(Fe、Mn和S)的剖面变化剖析了沉积物-水界面砷循环的Fe-Mn-S控制机制,同时结合砷相关功能基因探讨了沉积物-水界面砷迁移转化的微生物调控过程,估算了沉积物-水界面总As的扩散通量。结果表明,除A7-4站位外,长江口其他3个站位间隙水总As以As³⁺为主要存在形态,且总As浓度均在上覆水中为最低值(0.748~1.57 μg·L^-1),而在间隙水中随着深度增加而逐渐增加并在6~9 cm深度达到峰值(7.14~26.9 μg·L^-1)。间隙水总As及As³⁺浓度的剖面变化趋势与溶解态Fe²⁺、Mn²⁺相似,其均在中间层出现高值,说明沉积物Fe/Mn还原带砷的释放可能是随固相Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)的还原而转移到间隙水中的。氧化层和Fe/Mn还原带过渡区间隙水砷浓度与砷异化还原菌功能基因arrA和arsC丰度存在对应关系(除A1-3站外),说明砷异化还原菌将溶解As⁵⁺或固相As⁵⁺还原为溶解As³⁺可能是该过渡层砷迁移转化的另一重要过程。硫酸盐还原带的间隙水总As和As³⁺浓度降低,但由于间隙水的低S^2-浓度不利于砷硫化物生成,因此深层间隙水砷可能与铁硫矿物结合而被移除。底层环境氧化还原条件是影响沉积物-水界面砷迁移转化的重要因素,随底层水DO浓度的降低,砷迁移转化更倾向于微生物还原控制。长江口沉积物-水界面总As的扩散通量为1.18×10^-7~2.07×10^-7 μmol·cm^-2·s^-1,均表现为沉积物间隙水中总As向上覆水释放,即沉积物是研究区域水体总As的来源之一。     

基于SEM-EDS及GC-MS技术研究有机氯分子结构对零价铜脱氯机制的影响

零价铜作为一种廉价金属很少应用于促进氯代有机物脱氯研究,其原因是零价铜的催化还原脱氯活性差,且反应机制复杂。本文采用机械球磨技术制备了Cu-Fe和Cu-Ni合金,研究零价铜在不同微观环境下对对氯苯酚(4-CP)的脱氯行为,旨在考察有机氯分子结构对零价铜脱氯机制的影响。应用扫描电镜-能谱(SEM-EDS)及色相色谱-质谱(GC-MS)分析发现,铜原子的微环境及有机氯分子结构均影响铜的脱氯机制。在Cu-Fe体系中,Cu遵循经典的催化加氢脱氯机制,4-CP的降解产物为苯酚;Cu-Ni体系的还原作用来源于零价铜,其中的镍金属并未起到催化加氢作用,Cu-Ni合金及单独零价铜对4-CP的降解产物是环己酮。零价铜对4-CP的降解率可达70%以上,而Cu-Fe体系的降解率仅为34%,两者对芳香族氯代物的降解效率差距显著。零价铜能够降解化学稳定性高的4-CP和苯酚,但不能降解化学稳定性相对较差的脂肪族氯代有机物(如一氯乙酸和二氯乙酸),因此认为零价铜脱氯机制并非传统的催化加氢机制,而是遵循直接电子传递还原机制,且有机氯分子的苯环结构是零价铜直接电子传递还原的诱因。     

海南红树林湿地可培养硫酸盐还原菌的垂直分布特征研究

利用厌氧微生物分离技术,对深度为1.2 m 的海南红树林湿地沉积物钻孔样品进行了分离培养,共获得11 株 厌氧sulfate-reducing bacteria（SRB） 菌株。经显微观察和16S rDNA序列分析,可归纳为6个属,其中已经报道有芽孢杆菌 属（Bacillus）、弧菌属（Vibrio） 和梭状芽胞杆菌属（Clostridium）,另外3个属分别为伯克霍尔德菌属（Burkholderia）、希瓦氏菌属（Shewanella） 和海杆菌属（Marinobacterium）。不同属的细菌对硫酸盐还原的速率最低为14.71%,最高可达 56.78%,并且以上6属11株菌都能将+6价的硫还原生成-2价硫,并与培养基中的Fe2+结合生成黑色FeS沉淀,而这些无定 形FeS沉淀是生成黄铁矿的前体。红树林湿地SRB种群数量随沉积物深度的增加而降低,结合沉积物的地球化学分析测试 结果表明,表层（0 cm） 水界面的沉积物由于处于氧化-还原界面,氧气的周期性输入在一定程度上抑制了SRB的生长;随着 深度增加（10~40 cm）,充足的有机质、偏中性的pH值以及厌氧环境的增强,使得SRB种类和数量明显增加;而60 cm以下 沉积物中因TOC含量降低,减少了微生物可利用的碳源,pH值明显降低,Na+和Ca2+离子浓度明显增加,这些因素都抑制了 SRB的生长,使得深部沉积物中SRB的种类和数量显著减少。     

某石油类污染场地地下水石油烃生物降解的地球化学证据

生物降解地下水石油烃会改变地下水环境的水化学组成,因此可以通过分析污染晕中电子受体、生物降解代谢产物以及重要的地球化学参数量值变化获得生物降解的地球化学证据。本次在对某石油污染场地地质、水文地质条件、污染源污染方式调查基础上,根据地下水样测试结果,详细分析了地下水石油烃污染分布特征、污染晕中指示生物降解作用的电子受体、代谢产物以及重要地球化学参数的空间变化规律,研究结果表明:污染场地内存在氧还原、硝酸盐还原、硫酸盐还原等生物降解作用,其中硫酸盐还原是污染场地地下水石油烃生物降解的优势反应; 在沿地下水流向上,TPH浓度、HCO₃^-浓度和碱度逐渐降低,Eh、电子受体(DO、NO₃^-、SO₄^2-)浓度逐渐升高; 在垂直于地下水流向上,从中心向两侧各组分也呈相似的变化规律。     

不同基质共代谢降解地下水中四氯乙烯的研究

文中以甲醇、乙醇、甲酸盐、乙酸盐、乳酸盐和葡萄糖作为共代谢基质,利用某污水处理厂厌氧池中的污水(泥)作为接种物,对厌氧微生物进行培养和驯化,降解四氯乙烯(PCE)。实验结果表明,在厌氧污水(泥)和土壤混合环境下培养的微生物,以COD为培养指标,11d可培养成熟。6种基质均能使PCE还原脱氯降解成三氯乙烯(TCE)和1,1-二氯乙烯(1,1-DCE),PCE的降解均符合一级反应动力学方程,反应速率常数大小依次为K乙酸盐>K葡萄糖>K乳酸盐>K乙醇>K甲酸盐>K甲醇,其中乙酸盐是最有效的共代谢基质,其反应速率常数为0·6632d-1。     

硫酸盐对磁赤铁矿—磁铁矿厌氧转化过程的影响

磁赤铁矿可以在厌氧微生物作用下固相转化为磁铁矿,这种转化过程具有重要的矿物学及环境磁学意义。文章通过开展硫酸盐还原菌（SRB） —磁赤铁矿交互作用实验,重点探讨了SRB 活性对磁赤铁矿—磁铁矿固相转化速率的影响。在31 d 培养期内,SO₄^2-+SRB+磁赤铁矿体系中SRB 的生长导致16.7%的SO₄^2-转化为酸可挥发性硫（AVS）,部分还原释放的Fe（II） 与AVS 反应生成单硫化物、双硫化物和多硫化物,同时铁氧化物因溶解作用粒径减小;在无SO₄^2-的SRB+磁赤铁矿体系中, SRB 还原产生的Fe （II） 主要存在于铁氧化物中,没有次生沉淀产生。X 射线衍射和穆斯堡尔谱分析结果表明在SRB 作用下纳米磁赤铁矿逐渐向磁铁矿转化,加入SO₄^2-时转化速率加快,与矿物接触的SRB 菌体的数量及其向磁赤铁矿传递电子的能力均得到了增强。在天然或人工厌氧条件下,SO₄^2-是制约磁赤铁矿向磁铁矿转化的重要因素。     

中国大陆科学钻探（CCSD）深部地层微生物研究——两株未培养地下微生物菌株原位含量的分析

从地下1033．77米深处岩芯中提取微生物DNA,经PCR扩增,获得16S rDNA序列。选取其中两个序列(CCSD1305与CCSD1307),根据其16S rDNA可变区设计PCR引物,通过实时定量PCR分析,确定这两株未培养微生物在岩芯中的生物量。结果表明,CCSD1305与CCSD1307在该岩芯中的数量分别约为6．6×104和2．18×106个／克岩石。     

再生水入渗区典型抗生素分布特征与地下水微生物群落影响因素研究

再生水入渗携带的抗生素污染是地下水污染的来源之一,已经成为城市地下水资源的安全中不可忽视的问题。抗生素对复杂和脆弱地下水环境中的微生物群落及其功能的影响值得关注。本研究基于利用16S rRNA基因高通量测序方法,对3月和9月两个月份再生水渗入区城市地下水中微生物群落结构进行分析。结合现场调查测试和室内分析,测得样品中离子(K~+、Na~+、Ca²⁺、Mg²⁺、NH~+₄、F~-、Cl~-、SO■、NO~-₃、NO~-₂、HCO~-₃、CO■)浓度,并采用超高效液相色谱-串联质谱技术测得主要的抗生素浓度(环丙沙星、诺氟沙星、氧氟沙星、莫西沙星、磺胺吡啶和磺胺醋酰),对研究区地下水环境中微生物群落结构及与环境因子的响应规律进行探讨。结果表明：(1)研究区内3月份地下水中抗生素浓度要高于9月份整体抗生素浓度,以磺胺醋酰和环丙沙星为主,此外除了季节因素外,人类活动可能是影响抗生素分布的又一因素;(2)微生物群落主要由变形菌门(Proteobacteria,81.0...     

地表灌溉对沉积含水层中碘迁移释放过程的影响

灌溉等人为活动会造成外源物质的输入,如硝酸盐、有机质等,从而引起浅层地下水环境发生周期性波动。为研究农业灌溉对沉积含水层中碘迁移富集过程的影响,选取代表性富碘沉积物,通过室内实验模拟了灌溉活动外源物质输入条件下,盆地地下水系统中碘迁移释放的（生物）地球化学过程。实验结果表明：厌氧条件下,外源有机质输入可促使微生物利用有机质作为电子供体,还原固相铁矿物相,进而造成搭载于铁氧化物/氢氧化物表面的碘释放,以碘离子形式在地下水中富集;而在NO₃^-输入情况下,微生物会优先利用NO₃^-为电子受体,至硝酸盐被全部消耗后,Fe（Ⅲ）可进一步被还原为Fe（Ⅱ）。研究结果表明,人为活动造成浅表环境外源物质的输入可直接影响浅层地下水中碘的迁移释放过程。伊利石黏土矿物吸附的铁氧化物矿物相可能为浅层环境中碘的主要搭载介质,微生物作用下,铁氧化物/氢氧化物的还原溶解是高碘地下水形成的主控因素。     

长白山小天池和长白瀑布水体典型样本的细菌多样性比较

水体中微生物对环境的改变有着敏感的响应。16S rRNA基因克隆文库可以同时反映标本中的细菌种类和各种细菌的相对比例。本研究构建环境样品16S rRNA基因的克隆文库,解析长白山小天池入水口和长白瀑布下水潭两个典型水体样本中的细菌种属多样性特征,并探讨其与水体性质的关系。小天池文库共获得89条16S rRNA基因序列,分别属于10个类群,其中Betaproteobacteria是主要类群(占总数的23.6%)。长白瀑布文库共获得88条序列,分别属于8个类群,以Betaproteobacteria为主要类群(占总数的35.2%)。Bacteroidetes、Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria和Gammaproteobacteria是两个样本共有的优势类群,而Deltaproteobacteria、Acidobacteria和Armatimonadetes只在小天池入水口处检出。长白瀑布水潭中的细菌群落多样性明显偏低,种群均匀度指数也较低,但两样本的地理距离极短,认为人类活动可能是导致这种差异的原因。     

岩溶区砂糖桔短期种植对土壤氮转化过程的影响

利用¹⁵N同位素成对标记法并结合MCMC数值模型,研究岩溶区乔灌地开垦种植砂糖桔4年后土壤氮转化特征。结果显示:乔灌地开垦种植砂糖桔后,土壤有机氮矿化速率由2.93 mg N·kg^-1·d^-1显著下降至0.60 mg N·kg^-1·d^-1,土壤无机氮的供应能力降低,土壤有机氮矿化速率与土壤有机碳、全氮和全钙含量呈显著正相关性,与铁、铝、钾和黏粒比例呈显著负相关性;土壤铵态氮微生物同化速率由1.76 mg N·kg^-1·d^-1显著降低为0.10 mg N·kg^-1·d^-1,在砂糖桔地铵态氮微生物同化速率与有机氮矿化速率的比值仅为0.17。乔灌地土壤自养硝化速率高达11.06 mg N·kg^-1·d^-1,而硝态氮微生物同化作用微弱,硝态氮异化还原速率仅为0.64 mg N·kg^-1·d^-1,导致硝态氮净产生速...     

南海天然气水合物远景区的微生物学与地球化学分析及其指示意义

<正>用分子生物学和微生物学的方法来进行天然气水合物找矿与成矿机制的研究是继地球物理、地球化学、矿物学以及生物有机地球化学等以来的又一新的研究手段。目前,世界上许多已知水合物区的微生物群落已得到调查,如墨西哥湾(Mills et al.,2003)、Cascadia margin(Bidle et al.,1999;Marchesi,2001)、Eel River(Hinrichs et al.,1999)、Andaman Sea(Brandon et al.,2012)等,并在其中获得的微生物的16S rRNA序列也     

河北省石家庄市南部污灌区厚层包气带污染物自然衰减的微生物作用潜力评价

本次研究的目的是利用传统的培养技术和现代的磷脂脂肪酸PLFA(Phosphor Lipid Fatty Acid)技术、Biolog技术、16 S rRNA基因变性梯度凝胶电泳DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)及测序技术,调查石家庄市南部污灌区厚近30 m包气带微生物含量、分布、活性和多样性,评价污灌区厚层包气带污染物自然衰减的微生物作用潜力。包气带沉积物样品通过岩芯钻探获得,用于物理、化学和微生物分析。结果显示,土壤层(5~20 cm)微生物含量高,活性高,代谢类型多,可培养的异养菌与自养菌、好氧异养菌、兼性厌氧异氧菌和专性厌氧异养菌共存;土壤层下伏包气带微生物含量较低,活性降低,代谢类型减少,可培养的细菌主要是好氧性异养菌、兼性厌氧异养菌和好氧自养菌,而且随岩性而变化,在砂层和重粘土层含量低,活性低,而在亚粘土层含量和活性大。研究结果指示土壤层具有很高的污染物生物自然衰减潜力,而且下伏包气带仍有这种潜力,特别是下部溶解有机碳DOC(Dissolved Organic Carbon)含量高的层位潜力更大。     

祁连山不同海拔低温原油降解菌群的分布特性研究

以祁连山南麓中端野牛沟土壤为研究对象,研究了不同海拔下低温原油降解细菌群落的分布特征。结果显示：研究区域具有原油利用潜力的低温降解菌数量为0.3×10⁵~1.4×10⁵CFU ·g^-1,随海拔的升高,菌群明显减少;同时通过16S rRNA基因序列分析共发现4个门、7个属、25种细菌,其中假单胞菌属（Pseudomonas）和节杆菌属（Arthrobacter）是优势属,并且位于海拔3597m处的菌株原油利用潜力均较高,而变形菌门的不动杆菌属（Acinetobacter）利用原油生长的潜力最高。