微生物在富营养化水体生物修复中的作用

本文简要介绍了水体富营养化的成因、判别标准及富营养化水体生物修复中有效去除氮、磷元素过程中所涉及的重要微生物,进一步分析了各种不同水体生物修复微生物在碳、氮、磷、硫元素循环中的作用,揭示了微生物在水体生物修复中的作用.最后,简要总结了近年来水体微生物修复的研究进展及微生物制剂的应用,并对今后水体生物修复系统中微生物的研究提出建议.     

电子垃圾影响区多氯联苯污染农田土壤的生物修复机制与技术发展

电子垃圾中含有大量多氯联苯等有毒有害物质,对电子垃圾的不当拆解可造成土壤、水体和大气的污染,进而对生态环境和人体健康构成潜在的威胁。生物修复是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,加速去除环境中污染物质的过程。根据修复所用的主体,生物修复又可分为植物修复、微生物修复、动物修复及其联合修复等。本文结合笔者的研究工作,综述了我国东南沿海某典型电子垃圾拆解区土壤多氯联苯的污染特征,并介绍了当前国内外对多氯联苯污染土壤的微生物修复、植物修复和植物-微生物联合修复技术及其机理研究的现状,并提出未来研究趋势,旨在为促进污染区土壤环境生物修复的深入研究、保障污染区的农产品质量安全和人体健康提供理论参考。     

湿地沉积物污染风险评价及生物修复技术研究进展

在简要介绍湿地沉积物的主要污染物和来源之后,依据国内外近年来有关污染沉积物研究的相关成果,阐述了潜在生态风险指数法、SEM/AVS法和沉积物质量基准法等对沉积物中重金属/有机污染物进行的主要生态风险评价方法。回顾了污染沉积物的物理、化学和生物3大主要修复措施,重点总结了生物修复技术中微生物修复、植物修复及植物-微生物联合修复方面的研究进展。最后提出了研究展望和思考,旨在为河流湖库沉积物及水体环境的污染风险评价及污染修复提供科学依据。     

芦苇 菖蒲和水葱对水体中Cd富集能力的研究

通过对芦苇、菖蒲和水葱在6种Cd浓度（0.5、1.0、5.0、15.0、30.0、60.0 mg.L^-1）处理条件下的水培实验,测定分析了3种湿地植物及其不同生长部位对于Cd的富集能力。结果表明,3种湿地植物在不同Cd处理浓度条件下的Cd的富集能力表现出明显的差异性。植株地上和地下部分富集的Cd含量均随着水培溶液中Cd处理浓度的增加而增加,呈现出显著的正相关关系。菖蒲对水体中的Cd具有最强的富集能力,而芦苇对Cd的富集能力最弱。高浓度的Cd处理会显著促进3种湿地植物对Cd的吸收和富集,低浓度条件对植物的Cd富集能力没有明显影响。3种湿地植物地下部分对水体中Cd的富集能力显著大于地上部分,均达到1倍以上。水葱、菖蒲、芦苇均能够有效吸收水体中的Cd,对Cd的去除最高分别可达10 074.17、14 759.33 mg.kg^-1和4 620.00 mg.kg^-1,均可作为植物修复重金属污染水体的遴选物种,用于重金属Cd污染水体的生物修复。     

赤泥颗粒对韭菜吸收污染土壤中铅锌的抑制效应研究

采用盆栽试验方法,通过添加赤泥颗粒修复铅锌污染土壤,按照火焰原子吸收分光光度法测定不同时期种植韭菜的土壤中重金属的含量,分析赤泥颗粒对土壤中重金属的钝化行为与机理,确定赤泥颗粒对土壤修复和对韭菜生长促进最佳的添加量。结果表明,赤泥颗粒能缓释OH-,促进重金属铅、锌化学形态转化和抑制生物吸收。铅、锌污染土壤修复的最佳赤泥颗粒添加量为5%,此时,土壤中铅、锌的生物有效态含量在修复期内分别降低了41.03%、26.55%;结合铅锌污染土壤修复与韭菜生长影响,初步确定赤泥颗粒的最佳施用量为1%,此时,土壤中铅、锌的生物有效态含量在修复期内分别降低了24.81%、15.9%;赤泥颗粒对铅锌污染土壤的修复能力大小为铅〉锌。     

低温工厂化养殖水体氨氮处理微生物的初步研究

为了研究低温环境下工厂化养殖水体氨氮处理微生物，用平板菌落计数法和最大几率数法对处理养殖水体的生物滤池中的微生物数量进行了跟踪检测，同时测定实验组和对照组养殖水体的理化性质。结果显示在实验过程中，硝化细菌和亚硝化细菌的数量持续上升，后期达到稳定；初期系统中没有反硝化细菌，后期数量开始逐渐增加。实验组与对照组的养殖水体的氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐浓度的测定结果证明了生物滤池中的硝化——反硝化系统在发挥作用。实验表明经过低温环境的驯化和诱导，在12℃的低温条件下，微生物处理仍然是工厂化养殖水体中氨氮的有效处理手段。实验验证了在冷水鱼工厂化低温养殖中使用生物滤池处理氨氮的可行性。     

水生植物修复沉积物中重金属污染的机制及影响因素研究进展

水环境中重金属主要富集在沉积物中,当它们在水体中积累到一定的限度就会对水体—水生植物—水生动物系统产生严重危害,因此水体沉积物重金属污染的修复是目前水生态环境的研究热点。而水生植物修复是水体沉积物重金属污染治理的新途径,就是将某种特定的植物种在重金属污染的沉积物上,而该种水生植物对沉积物中的重金属富集,然后将水生植物的地上部分收获并进行妥善处理后即可将该种重金属移出土体,达到重金属污染治理与生态修复的目的。本文主要介绍当前国内外水生植物修复重金属污染沉积物的机制、研究进展并重点介绍影响水生植物修复重金属污染的主要因素,同时简单阐述了水生植物修复沉积物重金属污染存在的问题并对其进行了展望,旨在为水体沉积物重金属污染修复与生态保护提供科学依据。     

水体苯胺、N和P生物修复研究

利用水培试验研究了6种常见适于水栽植物和EM菌在处理含苯胺、N、P废水的效果。结果表明对水体苯胺修复效率为50.7%～97.3%。植物对苯胺、N、P的修复能力因植物不同而异。植物修复苯胺的能力排序为蕹菜〉水葫芦〉水浮莲〉美人蕉〉水花生〉香蒲,而植物修复N的能力排序为水花生〉水葫芦〉蕹菜〉香蒲〉美人蕉〉水浮莲。美人蕉和蕹菜对P修复能力高于其他植物。抗生素抑菌试验表明,水体中原有微生物在苯胺修复中起了显著作用。EM菌的加入增加对水体N的去除能力。EM菌对水体P修复无直接作用,EM菌促进水浮莲和水葫芦吸收P。     

植物在水体修复中的布置

水体的污染正直接影响着人类的生存环境和社会的可持续发展,而植物能有效地消减污染成分,恢复水生态系统,提高水体自净能力。在利用植物对污染水体进行修复时,植物的配置和布局要遵循区域分异、生态适应性原则,整体优化、功能需求原则,生物多样性、和谐共存原则等,布置在岸边、岸坡、消落带、水面、水底的植物在生态型、生活型上应有所不同。介绍了具体的布置方案。     

白洋淀生态修复工程的渔业资源调控效果

针对白洋淀渔业资源衰退、生物多样性下降、水体富营养化的生态问题，设计并实施了"白洋淀水域生态修复工程"，营造了水生动物栖息生境、恢复了水生植物多样性、开展了底栖生物增殖改底。为研究该工程对渔业资源群落结构的调控效果，该研究选取修复区（鲥鯸淀）为研究对象，相邻的水域（大白洋淀）作为对照水域，进行了渔业资源调查和食物网结构及营养级分析。结果表明，修复区渔获种类数、渔获丰度和渔获生物量相较于对照区分别增加了35.29%、58.60%和200.00%，修复区鱼类体征值（平均全长、体长和体质量）均高于对照区。碳、氮稳定同位素分析结果显示，修复区的主要渔业生物δ13C、δ15N均值显著高于对照区，且修复区的δ13C跨度（6.30‰）明显大于对照区（4.47‰）。修复区内主要渔业生物的营养级范围、总跨度和均值均高于对照区，修复区多数物种营养级集中在>3.0～3.5，而对照区多数集中在>2.5～3.0。因此，该研究表明，综合性、系统性水域生态修复工程的实施能有效提升生物多样性、稳定生态系统结构、优化食物网结构和提高营养级水平，加速白洋淀的生态功能和渔业资源的恢复。     

长期不同施肥处理对栗褐土可培养微生物数量的影响

在24年长期定位试验的基础上,以选择性培养基为基础研究长期定位施肥对土壤微生物种群及数量的影响,同时测定了土壤速效养分的含量,探讨了微生物与土壤速效养分的相关关系。结果表明,栗褐土微生物以细菌为主体,约占微生物总数的92.72%～95.91%;施用有机肥可以显著提高土壤微生物的数量,处理M1N细菌数量最多,显著高于对照;处理M1NP放线菌数量最多,处理M2NP真菌数量最多;施用有机肥可以显著提高土壤解磷细菌数量;细菌、真菌、放线菌和无机磷细菌与碱解氮、速效磷和速效钾相关性均达显著或极显著水平。     

粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津。结果表明,该菌株在粘土矿物上生长良好,根据菌种生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16S rDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp.。接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物固定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物。用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同。阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期（t1/2）分别为36.9、49.1、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3、25.3、21.7 d。     

磁场非热杀菌技术初探

该文旨在采用自行设计的磁场杀菌装置，研究磁场非热杀菌技术。以啤酒酵母、大肠杆菌为对象菌，探求磁通密度、磁场极性转换时间等因素对对象菌的致死率影响规律，研究啤酒酵母磁场非热杀菌动力学。试验结果表明：磁通密度对啤酒酵母、大肠杆菌杀菌率有一定影响，对啤酒酵母、大肠杆菌致死效果最好的磁通密度分别为1.5T，1T。初菌浓度、磁通密度对大肠杆菌致死率有显著影响，当磁通密度为1T的磁场作用8 h，磁场对大肠杆菌致死率为78%。对象菌受磁致死的动力学方程的表达与化学一级反应方程相仿。     

微生物农业信息资源整合利用系统的设计与实现

系统地阐述了建立微生物农业信息资源整合利用系统的重要性和微生物农业信息资源整合利用系统的内容,应用软件工程和ASP动态网页技术研究开发了基于Web的微生物农业信息资源管理系统。系统由系统管理等五大模块构成,可实现微生物农业信息的实时发布、历史数据查询、浏览以及网络交互等功能,初步实现了微生物农业信息管理网络化。系统充分利用数据库技术和Web技术的优势,为微生物农业信息资源的整合利用奠定了基础。     

微生物菌剂对盐碱土理化和生物性状影响的研究

采用盆栽试验方法,研究了微生物菌剂对盐碱土壤微生物、养分、盐分及玉米苗期生长的影响。结果表明,施用微生物菌剂后,盐碱土壤中钾细菌和枯草芽孢杆菌数量、土壤有机质含量、速效N、P、K含量状况均明显高于无添加菌剂对照处理,其中以菌剂施用量为0.4g·kg^-1土的效果最明显。施用微生物菌剂后,土壤pH、含盐量均有不同程度地降低,菌剂施用量0.4g·kg^-1土的处理在前中期表现出较好的土壤脱盐效果,而菌剂施用量0.8g·kg^-1土的处理在后期脱盐效果较好。添加微生物菌剂促进玉米苗期株高和叶片数增加,有利于玉米地上部分干物质的积累,以菌剂施用量0.4g·kg^-1土的效果最明显。差异显著性检验表明,菌剂处理玉米株高、干物质重与无添加菌剂对照相比差异均达显著水平,但不同菌剂量处理间差异不明显。综合判定菌剂施用量0.4g·kg^-1土对盐碱土理化和生物性状改良效果较好。     

不同盐胁迫条件下微生物菌剂对土壤盐分及苜蓿生长的影响

为研究微生物菌剂对盐碱土的改良效果以及筛选较为耐盐的苜蓿品种,通过室外盆栽试验,研究了不同盐胁迫下微生物菌剂对土壤盐分和苜蓿生长状况的影响,并探讨了盐胁迫微生物菌剂苜蓿品种三者之间的交互作用。结果表明:微生物菌剂对020cm土壤脱盐率有显著影响,与不加菌剂处理相比脱盐率提高9.04%;盐胁迫对不同苜蓿品种生物量有显著影响,表现为随盐胁迫的增加生物量下降;不同苜蓿品种之间的耐盐性差异显著,其中劳博品种最为耐盐,保定次之,三得利最差。因此,盐胁迫下微生物菌剂、耐盐苜蓿品种对于降低土壤盐分以及促进苜蓿生长具有良好调控效果。     

氧化还原类酶活性在小麦秸秆静态高温堆肥过程中的变化

选取小麦秸秆为试验材料,采取发酵罐处理方法,在静态通气条件下研究了堆腐过程中堆体温度变化、氧化还原类酶活性变化、温度与酶活性变化的关系、不同酶活性之间的关系。结果表明：（1）添加微生物菌剂处理较不添加微生物菌剂处理（CK）升温快、温度高、高温持续时间长;添加微生物菌剂处理堆体温度第2d上升到50℃以上,第3d达最高温度67.1℃,50℃以上持续6d;CK堆肥第3d达到50℃,第4d达最高温度59.5℃,50℃以上持续5d。（2）过氧化氢酶活性初期较低,中期迅速升高,并维持在较高水平,堆肥第10d到堆肥结束,添加微生物菌剂处理的过氧化氢酶活性明显高于CK;添加菌剂处理多酚氧化酶活性在堆肥前期和后期高于CK,说明添加菌剂可加速木质素的降解及其产物的转化;添加菌剂处理的脱氢酶活性在堆肥中期显著高于CK;添加菌剂处理的过氧化物酶从堆肥第12d到堆肥结束活性均高于CK的过氧化物酶活性,表明添加微生物菌剂可促进物质的氧化。（3）脱氢酶活性和过氧化物酶活性在堆肥中期达到最高值,两者变化趋势相同;过氧化氢酶活性、脱氢酶活性、过氧化物酶活性在堆腐后期比较稳定,多酚氧化酶活性堆腐后期呈增长趋势。     

竹炭固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

采用环境友好材料竹炭为主要载体,壳聚糖和海藻酸钠为辅助载体,固定从污泥中分离出的阿特拉津降解菌株,研究不同固定材料对降解菌生长的影响,以及固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解效果.结果表明,竹炭对阿特拉津降解菌具有较强的吸附固定能力,且竹炭粒径越小,固定化效果越好.利用壳聚糖和海藻酸钠交联并加固阿特拉津降解菌,增大了固定化空间,显著增加了降解菌的生物量,并提高了阿特拉津的降解效率.1％壳聚糖+5％海藻酸钠+竹炭+降解菌颗粒对阿特拉津降解菌的固定化效果最佳,施用该微生物固定化颗粒28天后,砂姜黑土及红壤中阿特拉津残留率分别为48.07％和47.23％.     

纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津降解的研究

采用纳米Fe3O4/微生物联合体系降解溶液中2,4-D和阿特拉津,考察了不同2,4-D和阿特拉津初始浓度、微生物接种量、纳米Fe3O4投加量、溶液ｐＨ值等对降解效果的影响。结果表明,纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津的降解率显著高于纳米Fe3O4和微生物单一体系;2,4-D和阿特拉津初始浓度在0～10 mg·L^-1、微生物接种量在0～12 mg·L^-1、纳米Fe3O4的投加量在0～200 mg·L^-1范围内,2,4-D和阿特拉津的降解率随其初始浓度、微生物接种量和纳米Fe3O4 投加量的增大而增加。溶液pH3．0左右、2,4-D和阿特拉津初始浓度10 mg·L^-1、微生物接种量12 mg·L^-1、纳米Fe3O4投加量200 mg·L^-1,是反应的最佳条件,此实验条件下反应7 d,2,4-D和阿特拉津的残留率分别降低至35．7％和54．0％。     

氧化塘底泥对风沙土微生物区系影响的探讨

通过氧化塘底泥对风沙土微生物区系影响的试验表明 ,施加底泥可以增加土壤微生物数量 ,提高微生物活性 ,加快土壤有机成分转化 ,提高土壤肥力