厌氧氨氧化菌基质转化特性的研究

直接以氨为电子供体的反硝化反应是一种新生物反应，作者对能进行这种生物反应的厌氧氨氧化菌混培物的基质转化特性作了研究。试验发现，除已被证实的硝酸盐外，亚硝酸盐和Ｎ２Ｏ也能作为厌氧氨氧化的电子受体；还发现，在厌忱氧中化中可产生中间产物羟胺和联氨，彼此可相互转化。此外，对厌氧氨氧化的可能途径也作了初步探讨。     

污泥生物硝化性状的研究

对直接以氨为电子供体的反硝化反应中的厌氧氨氧化菌混合培养物的最初来源作了跟踪研究,发现好氧和厌氧活性污泥中都存在硝化细菌,都有可能成为氨氧化活性以及后来出现的厌氧氨氧化活性最初来源,作为接种,好氧污泥优于厌氧污泥,氨氧化反应符合Ｈａｌｄａｎｅ基质抑制动力学模型,氨态氮浓度对氨氧化速率有显影响。     

厌氧氨氧化菌好氧代谢特性的研究

将取自厌氧氨氧化反应器的混培物与Nitrosomonas europaea和取自常规硝化反应器的混培物所作的比较研究表明,厌氧氨氧化菌混培物能利用氨和羟胺为基质消耗氧;也能将基质氨和羟胺转化为亚硝酸;抑制氨氧化的抑制剂烯丙基硫脲和联氨可抑制厌氧氨氧化菌对氨的氧化。厌氧氨氧化菌与好氧氨氧化菌,特别是两种混培物之间,具有许多共性。     

厌氧氨氧化及其在低碳源废水处理中的应用

在缺氧条件下,厌氧氨氧化菌可以直接以NO3-或NO2-为电子受体,以NH4+为电子供体,将2种氮素同时转化为氮气.这种厌氧氨氧化作用无需有机碳源、供氧能耗低,运行费用少.本研究从厌氧氨氧化机理出发,介绍了厌氧氨氧化技术的应用,并针对其在低碳源废水处理方面的研究进展进行了阐述.     

厌氧氨氧化菌的特性与分类

       厌氧氨氧化是环境领域和微生物领域的一个重大发现,对于认识氮素生物地球化学循环、丰富微生物学理论和开发新型生物脱氮工艺均具有巨大的推动作用.近年来对厌氧氨氧化菌的研究取得了许多突破性成果,探明了个体形态特征、细胞化学组分特征、富集培养与分离特征、生理生化特征以及生态学特征,提出了厌氧氨氧化代谢模型,纯化研究了多种厌氧氨氧化酶,分离获得和分类鉴定了5属9种厌氧氨氧化菌,建立了厌氧氨氧化菌科(Anammoxaceae).本文系统介绍了厌氧氨氧化菌的特性,详细描述了9种已被鉴定的厌氧氨氧化菌.     

水稻土厌氧氨氧化活性测定的同位素示踪法方法探讨

自然生态系统中的厌氧氨氧化过程是新发现的氮循环途径,已有研究表明水稻土能产生厌氧氨氧化作用,然而目前还鲜有关于水稻土厌氧氨氧化活性测定方法的报道。15N示踪法是定量厌氧氨氧化活性的新方法,根据厌氧氨氧化和反硝化过程原理的不同,该方法可以同时测定厌氧氨氧化和反硝化产生的氮气。本文详细介绍了一种利用稳定同位素标记配对法,通过预培养消耗底物硝酸根后,对反应体系进行三种处理:1)仅加15N-NH4+的阴性对照;2)加15N-NH4+和14N-NO3-的阳性对照;3)仅加15N-NO3-。厌氧培养后分别对三种处理产生的氮气采用稳定同位素质谱仪进行测定,通过数据分析获得厌氧氨氧化活性。本研究建立了水稻土厌氧氨氧化活性测定方法,能较为真实的反应原位条件下水稻土的厌氧氨氧化活性。     

半亚硝化-厌氧氨氧化生物脱氮工艺的研究与应用进展

厌氧氨氧化工艺由于能耗低,污泥产量少,耐高盐度,脱氮效能高等优点成为研究的热点.半亚硝化-厌氧氨氧化联合技术通过解决厌氧氨氧化电子受体来源问题,实现了高氨氮废水自养生物脱氮.对半亚硝化、厌氧氨氧化及其联合工艺的研究现状进行综述,分析了目前这些工艺的优缺点,为今后的研究方向提出了一些建议.     

ASBR厌氧氨氧化反应器启动过程研究

采用一套有效容积为5L的ASBR厌氧氨氧化反应器,接种普通城市污水处理厂污泥浓缩池污泥,对厌氧氨氧化反应过程的启动进行研究.运行表明:可将反应器启动阶段分为污泥初期适应阶段、污泥表现厌氧氨氧化活性阶段、污泥厌氧氨氧化活性增强阶段及污泥厌氧氨氧化活性稳定阶段等4个阶段共117 d.反应器稳定后,NH4+-N、NO2--N、TN的去除率分别达到100％、100％、88％,并获得红褐色的厌氧氨氧化活性污泥.反应后113 d对污泥进行扫描电镜观察,结果初步证明培养出了厌氧氨氧化菌.     

铁氨氧化:新型的厌氧氨氧化过程及其生态意义

近年研究发现,以胞外电子受体(铁锰氧化物)代替亚硝酸盐,在以铵离子为唯一电子供体的条件下驯化,可以氧化铵离子同步实现金属离子的还原,这种兼具"厌氧氨氧化"和"铁还原"特点的生物化学过程,称为铁氨氧化.在本质上,铁氨氧化是微生物催化氨氧化耦合铁还原的生物反应过程.在微生物生态学领域,铁氨氧化过程作为一种新型的观点,是地球生态系统氮素循环的重要途径,这种观点对于理解地球化学元素诸如驱动地球上微小动植物生长的氮和铁的循环有重要作用,然而目前还很少关于铁氨氧化过程的理论研究,本文总结了铁氨氧化的发现历程,阐述了铁氨氧化过程的电子传递机制及其影响因素,从氮循环、铁循环和胞外电子呼吸等方面详细论述了铁氨氧化过程在生态学方面的意义,并指出了铁氨氧化的研究方向以及重点.     

利用上流式双层厌氧滤器启动厌氧氨氧化研究

厌氧氨氧化是一种高效的脱氮处理工艺,但其启动和运行过程困难,高效反应器是解决此问题的有效手段。本文利用改进的上流式双层厌氧滤器开展厌氧氨氧化启动反应的试验研究。在反应器填料上分别接种反硝化污泥、厌氧污泥、混合污泥,通过模拟废水提供自养反硝化条件,并逐步提高基质浓度和水力负荷,促使菌群向厌氧氨氧化反应转变。试验发现,反硝化污泥、厌氧污泥、混合污泥均可启动厌氧氨氧化反应,启动时间分别为42、54 d和45 d。以反硝化污泥为接种物的启动效果最好,启动时间较短且废水氮素去除率高,总氮去除率最高达到82.2%。双层填料的反应器有效提高了厌氧氨氧化的稳定性,该反应器中厌氧氨氧化菌对氨氮、亚硝氮的适宜浓度负荷为270、360 mg·L^-1,废水中COD浓度不宜超过150 mg· L^-1,系统中存在厌氧氨氧化和甲烷化共存的效应。     

苯系化合物在硝酸盐还原条件下的生物降解性能

运用驯化的反硝化混合菌群进行了苯系化合物(BTEX)的厌氧降解试验.结果表明,混合菌群能够在反硝化条件下有效降解苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯.BTEX的降解规律符合底物抑制的Monod模型,当初始浓度小于50mg·L^-1时,6种受试基质的厌氧降解速率顺序为:甲苯>乙苯>间二甲苯>邻二甲苯>对二甲苯>苯.整个试验过程中NO₃^-的消耗与苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯及对二甲苯生物降解之间的摩尔比分别为:9.47,9.26,1     

模拟水分胁迫条件下水稻的氮素营养特征

在正常及PEG模拟水分胁迫条件下研究水稻对不同质量比例(100／0，75／25，50／50，25／75和0／100)铵态氮/硝态氮处理的响应特征。结果表明，两种培养条件下，水稻均在NH4^ -N和NO3^--N混合营养时生长更好，氮素养分吸收更多；正常培养的水稻幼苗在NH4% -N／NO3^--N为75／25时生长最好，而模拟水分胁迫培养则以25／75处理生长最好；模拟水分胁迫处理显著促进水稻对NO3^--N的吸收并抑制NH4^ -N的吸收；正常培养条件下，NH4^ -N／NO3^-N为75／25时水稻幼苗可获得最高的水分生产效率，而模拟水分胁迫培养的幼苗水分生产效率随NO3^-N施用比例增加而提高。     

纤维素降解菌的筛选与高效混合菌群的构建

【目的】从土壤中筛选纤维素降解菌,对其进行组合培养获得可高效降解纤维素的混合菌群,为微生物混合培养降解纤维素提供理论基础。【方法】采用刚果红纤维素琼脂平板培养基从土样中初步筛选纤维素降解菌,再以内切酶（CMC）、纤维素全酶（FPA）、外切酶（C₁）和β-葡萄糖苷酶（β-Gase）4种酶活性为指标进行复筛,对复筛获得的高效菌株进行组合培养,筛选高效组合菌群。对复筛后的菌株通过菌落和菌体形态进行初步鉴定。【结果】筛选获得了y3、yi-71、ye-9、er-72和se-93等5株活性较高的纤维素降解菌,对其进行组合培养,得到1个较好组合ye-9/er-72/se-93,其CMC、FPA、C-1和β-Gase 4种酶活性分别为3.18,1.67,1.08和1.12 U/mL,均比单菌株有一定程度提高。初步鉴定ye-9、er-72、se-93均为放线菌。【结论】组合菌群对纤维素的降解效果优于单一菌株。     

苯·萘·菲在地下水含水层介质中的迁移规律研究

[目的]采用模拟渗流槽装置研究地下水中苯、萘、菲3种物质在含水层介质中的迁移规律。[方法]根据污染场地水文地质特征及污染特征,用地下水配制的苯、萘、菲3种污染物混合溶液作为试验供水水源,采取侧向补给的方式进行地下水在渗流槽的迁移试验。[结果]苯、萘、菲3种物质在含水层介质中的迁移速率大小顺序为苯萘菲;同时,4种含水层介质对污染组分的阻滞能力大小顺序为粉砂中砂粗砂砾砂;污染物在含水层中的迁移过程主要受吸附作用和微生物降解作用影响。各含水层介质对苯、萘、菲均有一定的吸附作用;在微生物降解苯、萘、菲的过程中,反应体系由好氧条件逐渐过渡为缺氧或者厌氧条件,电子受体由原来的O2变成了NO3-N和Fe(Ⅲ)。[结论]污染物在地下水中的迁移过程包括吸附作用和微生物降解作用。     

玉米苗期施用缓/控释氮素肥料养分释放特点与土壤生物活性研究

采用盆栽试验,模拟田间生态环境,测定施用不同种缓/控释氮素肥料,玉米苗期土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮含量,脲酶、硝酸还原酶活性、微生物量碳和氮含量变化趋势,比较玉米苗期氮素养分释放、土壤生物活性特点。研究表明,玉米苗期,施用SA nBPT U肥料,尿素态氮和NH4 -N的积累量最多,对土壤脲酶活性有显著的抑制作用;SA U肥料,硝态氮最多;MMA nBPT U肥料,尿素自膜内迁移到土壤中的量较少,硝态氮和微生物量最少。包膜与脲酶抑制剂nBPT相结合的缓/控释肥料,对减少硝态氮的生成效果最为明显。施用nBPT U肥料,微生物量最多。施用不同种缓/控释氮素肥料,土壤硝酸还原酶活性普遍增强,脲酶抑制剂nBPT对土壤硝酸还原酶活性无显著作用;施用不同种缓/控释氮素肥料土壤微生物量碳、氮的变化趋势一致。丙烯酸树脂包膜与脲酶抑制剂相结合的缓/控释肥料控释效果最好。     

丟糟复合微生物菌剂的菌种选择及液态培养条件研究

[目的]根据白酒丢糟原料的特点,选取优势菌种构建丢糟多菌发酵复合处理体系,探讨各菌种液态培养最优条件。[方法]基于前期白酒丟糟发酵试验结果,产朊假丝酵母、绿色木霉和黑曲霉为丟糟复合微生物菌剂的优选菌种。经单因素试验和正交试验确定了产朊假丝酵母、绿色木霉和黑曲霉菌的最佳液态培养条件。[结果]以7°Bx麦芽汁为基础培养基,各菌最佳培养条件为：对于产朊假丝酵母,添加1.5%的硫酸铵、接种量为5%、培养时间为16h;对于黑曲霉,添加0.3%的氨水、接种量为15%、培养时间为18h;对于绿色木霉,添加0.5%的氨水、接种量为15%、培养时间为22h。[结论]在该培养条件下各单菌发酵液的活菌数量可达到1010个/ml以上,经喷雾干燥制备的微生物菌剂的活菌数量可达到109个/g以上。     

植烟土壤的温湿度对有机肥降解过程中微生物活性的影响

为了探寻植烟土壤中有机肥降解过程中土壤实现微生物活性最高的温湿度条件,以有机混合肥和湖南农业大学烟草种植基地表层土壤为材料,设置不同温度和供水条件处理,分析了培养周期内有机肥在降解过程中土壤微生物的活性。结果表明:S7处理(35℃,饱和含水量)最适合细菌生长;S4处理(25℃,饱和含水量)最适合真菌生长;S8处理(35℃,含水量70%～75%)最适合放线菌生长;S4处理下土壤微生物的多样性和均匀度达到最大。     

博斯腾湖沉积物氨氧化细菌的筛选与鉴定

为了解干旱区淡水湖泊沉积物微生物在氨氧化中的功能,利用铵盐培养基对博斯腾湖不同深度沉积物进行驯化培养,结合水环境因子分析混合菌株产亚硝酸盐能力,从中分离纯化氨氧化细菌并对其氨转化能力进行试验。结果表明,6个采样位点12个样品中,11号位点深层沉积物(20～40 cm)混合菌株能有效利用铵盐产生亚硝酸盐,且连续6 d稳定维持其质量浓度高达20 mg/L以上。进而,从该混合菌液中分离得到30株单菌,其中有2株呈现出明显的氨氧化细菌特性。通过16S rRNA基因序列比对及形态学分析分别鉴定其为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)和赤红球菌(Rhodococcus ruber)。     

添加葡萄糖及硫酸铵对水稻土微生物生物量和功能多样性的影响

【目的】高养分浓度可能对土壤的碳氮转化和微生物特性产生显著影响。研究高养分浓度下添加葡萄糖对土壤中碳氮的转化调控及其微生物变化特征,可为正确认识特殊条件下养分转化过程特性,提出提高氮素利用效率的措施提供科学参考。【方法】采集中国亚热带地区典型的水稻土样品,设置不同硫酸铵用量和葡萄糖添加量处理,布置室内培育试验,研究了不同处理下土壤中NH4+-N、NO3--N、矿质氮、微生物生物量及微生物群落功能多样性变化。【结果】与不添加葡萄糖处理相比,高硫酸铵用量处理下,添加不同浓度葡萄糖处理NH4+-N、NO3--N和矿质氮变幅分别为-4.3%-10.2%、-8.0%-41.8%和-3.9%-10.4%,而微生物量碳显著增加了89.6%-126.7%,微生物量氮增加了11.5%-109.0%。中等硫酸铵用量处理下,添加葡萄糖处理NH4+-N、NO3--N和矿质氮浓度变幅分别为-7.5%-5.8%、6.1%-58.3%和-7.2%-49.4%;微生物量碳氮也有增大趋势。BIOLOG分析显示,高、中硫酸铵用量处理下,AWCD值、Shannon、Simpson和McIntosh指数一直处于较低水平。与常规硫酸铵用量处理相比,仅添加葡萄糖和常规硫酸铵用量下添加葡萄糖后,NH4+-N、NO3--N和矿质氮浓度显著降低了17.3%-29.0%、21.4%-92.9%和18.8%-45.9%,微生物量碳、氮没有显著增加,AWCD值和微生物功能多样性指数水平较高。葡萄糖及硫酸铵对土壤微生物量碳和AWCD值的影响存在交互作用。【结论】较高的养分浓度下添加葡萄糖,调节了土壤C/N比,土壤微生物活动增强,提高了氮素的生物固持效率,降低了土壤中无机氮的含量。在当前大量施用无机氮肥背景下,尤其要重视有机无机肥配合,调控氮素转化过程,降低氮素损失风险。