不同基质构建海水水族箱硝化功能建立过程的比较研究

选择陶粒、白砂、菲律宾砂、珊瑚砂、纤维球5种基质(填料)构建海水水族箱,比较研究不同海水水族箱硝化功能的建立过程。结果表明,不同水族箱硝化功能建立过程存在明显差异,其中,以菲律宾砂为基质(填料)的海水水族箱硝化功能建立时间最短,需要20 d,珊瑚砂、白砂、陶粒、纤维球水族箱分别需要31d、34 d、41 d和141 d,无基质(填料)对照组水族箱至实验结束硝化功能仍未建立完成。不同水族箱在氨氧化细菌成熟阶段差别较小,但在亚硝酸盐氧化细菌成熟阶段差异较为明显。     

不同基质构建海水养殖系统硝化功能的比较分析

为比较不同基质构建海水养殖系统硝化功能的强弱,选取纤维毛球、陶粒、螺旋式生物绳等7种基质,其中陶粒、流化床填料、纤维毛球采取不同放置方式,共建立14个模拟海水养殖系统,比较不同基质硝化功能建立过程以及同种基质不同放置方式对氨氮和亚硝氮的去除效果。结果表明,单位体积珊瑚骨的氨氧化活性和亚硝酸盐氧化活性高于其他载体,在氨氮初始浓度20 mg/L条件下,氨氮和亚硝氮降解至检测不出分别需要3 d和11 d,而纤维毛球、陶粒、螺旋式生物绳、流化床填料、丝带内芯悬浮球、海绵内芯悬浮球硝化系统的建立分别需要18、26、30、25、27和22 d。纤维毛球100目筛绢悬挂、陶粒网兜悬挂、流化床填料100目筛绢悬挂优于其他放置方式,其中纤维毛球100目筛绢悬挂硝化功能建立时间为18 d,效果最优,流化床填料100目筛绢悬挂、陶粒网兜悬挂硝化系统建立分别需要21、24 d。     

电气石对硝化菌生长和生物膜形成、熟化的影响

在培养基中添加电气石培养硝化菌,研究电气石对硝化菌生长的影响,并在此基础上将电气石添加到普通陶粒(CM)原料中制备了功能性陶粒(FCM),通过测定水中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的含量变化,比较功能性陶粒和普通陶粒两种载体上生物膜的生长状况。结果表明:添加电气石的培养基中的亚硝化细菌和硝化细菌数量明显高于未添加电气石的对照组;FCM上的生物膜熟化过程对氨氮的去除率在第14 d趋于稳定,硝酸盐氮含量从第12 d逐渐升高,分别比CM早7 d和6 d,能较早发挥生物硝化功能。     

菲律宾蛤仔对养殖池塘沉积物/水界面反硝化和厌氧氨氧化反应速率的影响

养殖尾水氮含量过高等富营养化问题是影响当前我国池塘养殖产业健康可持续发展的重要因素，反硝化和厌氧氨氧化是自然水生态系统中重要的氮循环过程，是沉积物氮素营养迁出的主要途径，埋栖型贝类通过滤水和蠕动等生命活动不仅能净化水质，还可以使沉积物颗粒混合并改变沉积物/水界面的物质交换。本研究于2020年9、10、11、12月采集菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)养殖池塘贝类区域(有贝区)和对照区域(无贝区)的沉积物表层样品，进行泥浆培养实验，利用氮稳定同位素示踪技术检测其反硝化和厌氧氨氧化反应速率，并分析了其与间隙水理化参数的相关性。结果显示，菲律宾蛤仔养殖池塘有贝区10月和11月样品检测到厌氧氨氧化反应，并有反硝化—厌氧氨氧化耦合反应；有贝区9—12月沉积物反硝化反应速率均高于无贝区，有贝区9月的反硝化反应速率最高(0.005 8 μmol/kg·h)；水体温度与沉积物反硝化反应速率呈极显著正相关(P<0.01)，氨氮(NH4+-N)浓度与厌氧氨氧化反应速率呈极显著正相关(P<0.01)。研究表明，海水池塘养殖生态系统中也存在厌氧氨氧化过程，养殖菲律宾蛤仔等埋栖型贝类有利于池塘沉积物/水界面的反硝化和厌氧氨氧化反应，有效地促进池塘沉积物脱氮过程，研究结果不仅丰富了海水养殖生态系统氮循环理论，也为开展尾水生物净化工作提供了新思路。     

温室养鳖池底质硝化细菌的分离及其硝化性能的初步研究

通过对温室养鳖池底质硝化细菌的富集，使其浓度达到10^7个／mL，用硅胶平板分离得到硝化细菌纯培养物。经鉴定主要有四种菌：硝化杆菌（Nitrobacter sp.）、硝化球菌（Nitrococcussp.）；亚硝化单胞菌（Nitrosomonas sp.）和亚硝化球菌（Nitrosococcus sp.）。同时，对四种硝化细菌的硝化强度进行了测定，结果依次分别为78.7%、61.8%、74.3%和59.9%。而利用盐酸环丙沙星对硝化细菌硝化性能进行了干扰试验表明，0.4mg/L以上的盐酸环丙沙星，对亚硝化球菌和硝化球菌的硝化强度影响较大；同样浓度的抗生素对亚硝化单胞菌和硝化杆菌的影响相对较小。     

5种帘蛤科贝类随机扩增多态性DNA比较分析

利用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,对浙江南部海区硬壳蛤、等边浅蛤、青蛤、菲律宾蛤仔和文蛤的遗传多样性进行了分析和比较。5个种群的群间遗传距离明显大于群内遗传距离;群内相似性系数由高到低依次为等边浅蛤(0.681),青蛤(0.656),文蛤(0.606),菲律宾蛤仔(0.537),硬壳蛤(0.526);UPG-MA分析显示等边浅蛤、菲律宾蛤仔聚为一组,青蛤、文蛤、硬壳蛤聚为一组,然后进行总的聚类。硬壳蛤作为浙江南部新引进的海水养殖外来物种,遗传多样性优势明显;平阳县南麂列岛的等边浅蛤则迫切需要进行资源保护并开展品种选育工作。     

硝化细菌的分离和鉴定

水体中的氨氮和亚硝酸盐是水产养殖过程中的产物,对生物体有毒,亚硝酸盐还是强烈的致癌物质.如何降解这两种物质,是水产科技工作者一直所关注的研究课题.硝化细菌是一类具有硝化作用的自养菌,包括硝化菌和亚硝化菌两个生理菌群,其主要特性是生长速率低,具有好氧性、依附性和产酸性等,可通过NH4+·NO2-·NO3-这一过程将NH4+转化为NO3-,从而降低水中氨氮及亚硝酸氮的含量.因此,它对水产养殖业及环境保护具有重要意义.     

亚硝酸盐在水中的危害与防治

1亚硝酸盐的来源养殖鱼类排泄到水中的氨转化为亚硝酸，亚硝酸可由硝化细菌的作用进一步氧化变成硝酸而被水生植物利用。还可以通过反硝化而生成氮气。亚硝酸盐是氨或硝酸盐转化过程中的中间产物，在这一过程中，一旦硝化过程受阻，亚硝酸盐就会在水体内积累。一旦超过致死浓度     

武汉南湖的浮游甲壳动物

通过周年4次采样,在南湖5个采样站一共鉴定出浮游甲壳动物14种,年平均密度为119.7ind./L,平均生物量为1.67mg/L。其中枝角类8种,优势种为短尾秀体Diaphanosomabrachyurum和微型裸腹Moinamicrura;桡足类6种,优势种为近邻剑水蚤Cyclopsvicinusvicinus。浮游甲壳动物现存量的季节变化明显,密度由高到低依次为冬季>春季>秋季>夏季;生物量由高到低则依次为秋季>冬季>夏季>春季。浮游甲壳动物密度的水平分布差异明显,密度由高到低为Ⅳ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅱ站;生物量由高到低为Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ站。     

微生态制剂-生物膜对虾养殖系统水质净化效果研究

为提高对虾养殖系统水质净化能力,改善对虾养殖水环境,利用3种微生态制剂(枯草芽孢杆菌、硝化细菌、光合细菌)和2种生物膜载体(陶粒、纤维毛球)建立4个南美白对虾(Penaeus vannamei)养殖系统,比较不同养殖系统硝化功能的建立过程及对氨氮和亚硝酸盐氮的净化能力,采用高通量测序方法分析细菌群落结构。结果表明,各系统硝化功能建立后,24 h氨氮去除率较初期分别提高12.47%、13.95%、17.25%和17.65%。以纤维毛球为载体,投加硝化细菌、枯草芽孢杆菌和光合细菌系统的氨氧化能力和亚硝酸盐氧化能力强于陶粒系统,24 h氨氮去除率分别高9.03%和9.06%。投放虾苗后,在30 d养殖周期内,各系统氨氮和亚硝酸盐氮含量分别维持在0.20 mg/L和0.15 mg/L以下,硝酸盐氮含量呈缓慢上升趋势。细菌群落结构分析表明,养殖系统生物膜中优势菌门均为变形菌门,占比超40%;优势菌纲为α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲,系统中存在Nitrosomonas、Nitrospira和Nitrococcus等多种参与水体净化以及Algisphaera、Gemmatimonas和Paucibacter等参与有机质分解与对虾益生作用的类群。本研究可为减少养殖水体废物排放及降低水生环境污染风险提供参考。     

三种微生物制剂对有机物废水中氨氮及亚硝酸盐的影响

实验采用复合净水菌、复合芽孢杆菌、光合细菌与空白对照比较了三种微生物制剂对有机物废水中氨氮及亚硝酸盐的处理效果。结果显示：清除氨氮方面：利用微生态制剂微生物制剂净化7d,三种微生物制剂对有机物污染水体中氨氮的清除率均极显著大于对照组（P〈0.01）,处理组之间复合芽孢杆菌的氨氮降解率56.58%,显著大于降解率分别为42.64%和44.02%的复合净水菌和光合细菌组（0.01〈P〈0.05）。清除亚硝酸盐方面：三种微生物制剂对亚硝酸的降解率均极显著大于对照组（P〈0.01）,而复合芽孢杆菌对亚硝酸的降解率68.84%,显著大于复合净水菌47.70%及光合细菌组37.17%（0.01〈P〈0.05）。结果表明：三种微生物制剂对有机物污染的水体中的氨氮及亚硝酸盐均具有降解效果,其中复合芽孢杆菌对于降低水体中氨氮和亚硝酸盐效果最佳。     

复合硝化菌制剂对水质改良的应用效果

室内静态水体中0.25mg/L复合硝化菌制剂使用后,7d内氨氮平均降解率为34.84%,亚硝酸盐氮的平均降解率为19.05%。0.5mg/L组氨氮平均降解率为45.05%,亚硝酸盐的平均降解率为41.79%。1.0mg/L组的氨氮平均降解率为55.26%,亚硝酸盐氮平均降解率为51.20%。氨氮和亚硝酸盐氮的最大的降解峰值出现6d之间。而养殖池塘中,0.5mg/L复合硝化菌制剂后,5d内氨氮的降解率为13.61%～28.03%,7d内亚硝酸盐氮的降解率为9.30%～25.58%。0.2mg/L复合硝化菌制剂使用后,6d内氨氮的降解为23.40%～34.75%,7d内亚硝酸盐氮的降解率为16.33%～36.13%。试验结果表明,复合硝化菌制剂在养殖池塘中使用后,有降解速度快、降解能力强、维持时间长等特点,适宜于作为净化和调控养殖水质的渔用微生物制剂使用。     

NH3-N浓度对太湖竺山湾水体及沉积物中硝化作用的影响

通过模拟培养试验,比较不同浓度非离子态氨(NH3-N)条件下,富营养化湖泊———太湖竺山湾水体及沉积物中硝化作用2个过程,即氨氧化和亚硝酸盐氧化的发生情况。结果表明,在试验设置的NH3-N浓度范围内,水体和沉积物中氨氧化速率都随着NH3-N浓度的升高显著增加(LSD检验,P<0.05),亚硝酸盐氧化速率却呈阶段性变化。水体中NH3-N浓度大于0.35 mg/L时,亚硝酸盐氧化速率开始显著降低(LSD检验,P<0.05),而氨氧化速率与亚硝酸盐氧化速率的比值从NH3-N浓度为0.15 mg/L开始随着NH3-N浓度的升高而显著增加,说明水体中亚硝酸盐氧化过程在NH3-N浓度为0.15 mg/L时已受到部分抑制;沉积物中亚硝酸盐氧化速率在NH3-N浓度大于0.65 mg/L时开始降低(LSD检验,P>0.05),而氨氧化速率与亚硝酸盐氧化速率的比值从NH3-N浓度为0.35 mg/L开始随着NH3-N浓度的升高而显著增加,说明沉积物中亚硝酸盐氧化过程在NH3-N浓度为0.35 mg/L时已受到部分抑制。太湖竺山湾水体中的NH3-N浓度为0.19 mg/L,已达到对亚硝酸盐氧化过程的抑制范围;沉积物间隙水中NH3-N浓度为0.16 mg/L,还未对亚硝酸盐氧化过程产生抑制效果。     

一株高效脱氮菌株的分离鉴定及应用潜力分析

为了获得对虾养殖池塘中高效去除亚硝态氮和氨氮的菌株,采用富集培养分离的方法,从养殖水体中筛选得到1株去除亚硝态氮和氨氮的菌株,培养24 h后的去除率分别为96.17%和88.27%,编号为O-11。基于形态学、分子生物学及生理生化鉴定结果,明确了该菌株基本生物学特征以及可能的分类地位。分离菌株在20~30℃时有利于亚硝态氮的去除,而温度为20~35℃时对氨氮的去除效果较好;分离菌株在盐度小于30的环境中对亚硝态氮的去除能力受盐度变化的影响不大;在碱性环境中分离菌株对氨氮的去除能力较高。安全性检验可知,在菌浓度为10~5~10~8 cfu/mL的菌株O-11对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是安全的,且在菌浓度为10~5 cfu/mL时能显著提高对虾的存活率,促进对虾生长。这说明,分离菌株O-11在水产养殖水体中有害氮脱除方面具有潜在的应用价值。     

不同浓度NH_3对富营养化湖泊水体硝化作用的影响

通过室内培养试验,研究了不同浓度非离子态氨（NH3）条件下富营养化湖泊——太湖梅粱湾水体硝化作用的2个过程,即氨氧化和亚硝酸盐氧化的发生情况。结果表明,在试验设计的NH3浓度范围内,颗粒态氨氧化和自由态氨氧化速率都随着NH3浓度的升高而显著增加,同时在高浓度NH3（0.65和0.85mg/L）下,颗粒态氨氧化速率在总氨氧化速率中所占比例也显著增加。而亚硝酸盐氧化过程的发生却具有明显的阶段性,当NH3浓度从0.05增加到0.15mg/L时,自由态亚硝酸盐氧化速率有一定的降低,但是颗粒态亚硝酸盐氧化速率却显著增加,导致总亚硝酸盐氧化速率也显著上升;当NH3浓度从0.15增加到0.85mg/L,自由态亚硝酸盐氧化速率随着NH3浓度的升高而进一步降低,同时颗粒态亚硝酸盐氧化速率也随着NH3浓度的增加开始显著降低,导致总亚硝酸盐氧化速率急剧降低。     

牙鲆自净式养殖槽中异养细菌和硝化细菌数量及硝化速率

对牙鲆(Paralichthys olivaceus)自净式养殖槽水层和过滤沙层的异养细菌和硝化细菌数量及硝化速率进行了研究，测得装有循环过滤装置的水槽水中和沙粒上异养细菌平均数量分别为2.32×10     

凡纳滨对虾养殖池塘硝化细菌的分离鉴定及脱氮效果研究

利用平板稀释涂布法和平板划线分离纯化法,自凡纳滨对虾养殖池塘中分离得到5株细菌,经过形态观察、生理生化特性以及16S rDNA序列分析,对分离菌株进行鉴定,同时对其硝化功能和氨氮去除特性进行研究。试验结果显示,分离得到的5株细菌分别为门多萨假单胞菌、嗜胺甲基杆菌、放射根瘤菌、施氏假单胞菌和氧化微杆菌。对其净化效果进行验证可知,门多萨假单胞菌和施氏假单胞菌对氨氮的去除率超过85%,分别为88.83%和91.73%;对亚硝态氮的去除率超过90%,分别为95.08%和97.39%;对硝态氮的去除率超过90%,分别为90.49%和91.22%。以上两种菌株有较高的氨氮和亚硝态氮去除效果,具有潜在的应用价值。     

A device that converts aqueous ammonia into nitrogen gas

A photoelectrocatalytic oxidation (PECO)³ device was developed for converting aqueous ammonia into nitrogen gas. The device uses a germicidal UV lamp to activate a titania (TiO₂)-coated anode (photoanode) that is connected to a titanium or platinum wire cathode to form an electrolytic cell. When a small bias (2 V DC) was applied between the anode and cathode, ammonia (−3 oxidation state) was oxidized primarily into nitrogen gas (0 oxidation state) rather than nitrite (+3 oxidation state) or nitrate (+5 oxidation state). The ammonia oxidation rate changed as a function of the crystalline structure of the titania coating on the anode, the salinity of the water, the applied voltage, and the disruption of boundary layers near the photoanode surface. There was no ammonia removal in water without at least some NaCl in solution, suggesting that the device works by converting chloride ions into chlorine and hypochlorous acid, which then react with ammonia to form nitrogen gas. Varying the pH between pH = 5 and pH = 10 had no effect on the rate of ammonia removal. A continuous flow-through PECO reactor was tested using aquariums spiked with ammonium chloride or stocked with seawater-adapted tilapia fed a high protein diet, and found to effectively remove ammonia and limit nitrite and nitrate accumulation in the tanks.     

Strategies for ammonium and nitrite control in Litopenaeus vannamei nursery systems with bioflocs

In biofloc technology (BFT) rearing systems, nitrogen compounds, specially ammonia and nitrite, have to be controlled by microbial pathways, mainly through the activity of heterotrophic and chemoautotrophic bacteria. The objective of this work was to assess different water preparation strategies (heterotrophic, chemoautotrophic and mature) in BFT system for nursery of Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei). A 35-day study was conducted with post-larvae shrimp (0.08 g) stocked in twelve 300 L tanks at a stocking density of 2000 shrimp m⁻³. The water preparation strategies for shrimp rearing that were evaluated in this study included: i) Heterotrophic treatment, where the water received sugar as a carbon source; ii) Chemoautotroph treatment, where ammonium and nitrite salts were added to the water; and iii) Mature treatment, which was created by the addition of a significant amount of water containing mature biofloc from another established BFT system. In both mature and chemoautotrophic treatments, the nitrification process was able to keep toxic nitrogen compounds (ammonia and nitrite) at low levels without the addition of carbohydrates. In contrast, heterotrophic system showed peaks of ammonia and nitrite during the rearing cycle, and the level of these compounds were found to be higher in this treatment (relative to the mature and chemoautotrophic treatments). The chemoautotrophic system exhibited a lower abundance of bacteria from the family Vibrionaceae in the beginning of the experiment compared to the heterotrophic and mature treatments. The combination of low Vibrionaceae abundance and good water quality resulted in improved growth performance in this treatment. These findings demonstrate the importance of manipulating the environment of BFT systems to induce an enrichment of nitrifying bacteria before stocking shrimp. We have also found that the addition of a carbon source to BFT systems is necessary only in emergency situations, when ammonia spikes need to be controlled.