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。     

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.     

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的生物反应．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，在厌氧氨氧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     

利用亚硝化生物膜加速启动厌氧氨氧化反应器的特性研究

[目的]培养高活性的亚硝化生物膜,再将其作为接种微生物启动ANAMMOX反应器。[方法]试验通过监测进出水中NH4^＋-N和NO2--N的变化情况判定反应器工作环境是否由亚硝化为主逐步转变为以厌氧氨氧化为主,继而判定厌氧氨氧化反应器的启动是否完成。[结果]反应器在第185～201天运行稳定,亚硝氮与氨氯的平均去除比例分别为0．65和0．62,而厌氧状态下氨氮和亚硝氮以一定的比例被同时去除是厌氧氨氧化反应器成功运行的特征之一。[结论]亚硝化微生物作为ANAMMOX反应器的接种微生物是可行的。     

牛粪堆肥中厌氧氨氧化菌分子生物学检测

研究利用PCR-DGGE方法对堆肥中厌氧氨氧化菌16S r RNA基因特异扩增,检测堆肥厌氧氨氧化菌种属及多样性水平。结果表明,牛粪堆肥中厌氧氨氧化菌群组成与海洋环境不同。海洋环境中Candidatus Scalindua属厌氧氨氧化菌为优势菌群,而牛粪堆肥中厌氧氨氧化菌中优势菌属为Candidatus Brocadia、Candidatus Kuenenia和Candidatus Scalindua,多样性相对较高。可为堆肥发酵过程中厌氧氨氧化过程提供分子生物学依据。     

太湖底泥中厌氧氨氧化菌初步研究

以太湖底泥为研究对象,根据宏基因组学原理,采用PCR、克隆测序等分子生物学方法,研究了底泥中厌氧氨氧化菌的多样性.结果表明:太湖梅梁湾底泥中有厌氧氨氧化菌存在,试验得到2个未见报道的厌氧氨氧化菌序列片段,登录号分别为JQ927330、JQ927331,与已报告的序列相似度最高为93％,是2种新型的厌氧氨氧化菌.     

厌氧氨氧化反应器载体生物膜细菌多样性的研究

采用细菌16S rRNA通用引物1055F/1392R-GC获得的PCR产物进行变性梯度凝胶电泳(DGGE),分析了两个厌氧氨氧化反应器在不同运行时间其载体生物膜上的细菌多样性。结果表明,两个反应器在不同运行时间其细菌种群多样性有一定差异。DGGE优势条带序列系统发育分析结果表明,反应器载体生物膜上的细菌类群主要是陶厄氏菌属Thauera、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas,外硫红螺旋菌科Ectothiorho-dospiraceae、酸杆菌门Chloroflexi、绿弯菌门Acidobacteria及不可培养细菌。当反应器运行208 d时,水体中氨氮和亚硝态氮的去除率维持较高水平,两者去除率之比为1.1,表明反应器内发生了厌氧氨氧化反应。针对厌氧氨氧化细菌16S rRNA基因引物Pla46F/Amx368R-GC获得的PCR产物,采用DGGE技术对载体生物膜上的厌氧氨氧化细菌进行了检测。DGGE优势条带序列分析结果表明,在反应器中富集得到的厌氧氨氧化细菌分别与Planctomycete KSU-1、Candidatus Jettenia asiatica的相似性均为96%,可以认为它们是反应器内起厌氧氨氧化作用的主要细菌。     

Anammox反应器中氨氧化菌的分离鉴定及特性研究

从Anammox反应器污泥中分离了6株好氧氨氧化菌，并对其中的N1菌株进行了生物学特性研究，试验证实该菌株具有厌氧氨氧化能力。     

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。     

淮南地区土壤氨氧化细菌属的组成研究

采用琼脂糖凝胶电泳法研究淮南地区土壤氨氧化细菌群落组成.将提取的土壤DNA溶液经过纯化、PCR扩增,与氨氧化细菌的4个属的细菌DNA进行琼脂糖凝胶电泳,发现土壤中主要含有亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和亚硝化球菌属(Nitrosococcus),不含有亚硝化螺菌属(Nitrososoira).对土壤DNA的提取采用了SDS高盐提取法、Edgcomb改进法和Tsai报道法3种方法.比较电泳条带发现,Tsai报道法提取效果最好.     

氮素水平对潮土氨氧化微生物和硝化作用的影响

为了明确不同氮素水平对土壤硝化作用和氨氧化微生物的影响,特别是高氮水平下氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的响应特异性,以潮土为供试土壤,以尿素和硫酸铵作为氮源,设置5个氮素水平(以N计,分别为0、150、300、600、1 200 mg·kg^-1,相应地,记为N0、N150、N300、N600、N1200),进行28 d的微宇宙培养,研究不同氮素水平下尿素和硫酸铵对土壤AOB、AOA丰度和土壤硝化作用的影响。结果表明,添加氮肥显著(P<0.05)降低了土壤pH值,至培养结束时(28 d),土壤pH值随氮素水平增加而降低。培养结束时,各加氮处理的土壤NH⁺₄-N含量都处于较低水平(0.72～2.01 mg·kg^-1)。与N0处理相比,添加尿素或硫酸铵增加了AOB amoA基因拷贝数,且AOB amoA基因拷贝数随氮素水平增加而增加;但施用氮肥对AOA amoA基因拷贝数无显著影响。土壤平均净硝化速率随氮素水平的增加而增加,且同一氮素水平下,尿素处理的土壤平均净硝化速率高于硫酸铵处理。相...     

田面水位对稻田氨挥发影响的试验研究

稻田在施氮肥后有明显的氨挥发损失,田面水位对稻田氮素流失具有关键作用,为探究田面水位对稻田氨挥发的影响,基于室内土柱试验装置,采用密闭室通气法,对水稻各肥期不同田面水位下的氨挥发进行了研究。结果表明,田面水位会显著影响稻田氨挥发,在整个施肥期间,相同施肥量条件下,当田面水位为1、3、5 cm时,氨挥发累积量占总施氮量的比例分别为23%、15%、12%,施入基肥和分蘖肥后1 cm处理下氨挥发通量的峰值最高,3 cm处理次之,5 cm处理最低,施入穗肥后表现为5 cm处理高于1 cm处理和3 cm处理。田面水位在施入基肥和分蘖肥后,高水位低NH_4~+-N浓度和低水层温度是氨挥发降低的主要因素,施入穗肥后,低水位高硝化强度是抑制氨挥发的重要因素。为降低氨挥发,建议水稻在施用基肥和分蘖肥时采用较高水位,施用穗肥时适当降低水位。     

玉米秸秆生物炭及其老化对石灰性农田土壤氨挥发的影响

为探明玉米秸秆粉末、新鲜和老化(自然老化、高温老化、冻融循环老化)玉米秸秆生物炭对黄土高原石灰性农田土壤氨挥发的影响,将不同材料按2%(质量比)与土壤充分混匀,开展为期29 d的室内静态土壤培养实验,研究土壤氨挥发速率的日变化以及整个培养期间的氨挥发累积量。同时,为探究不同材料对土壤氨挥发影响的机理,测定了培养初态和终态土壤样品的无机氮含量、氨氧化速率和氨氧化细菌数量,并研究了不同材料对水中NH_4~+-N的吸附特性。结果表明,在整个培养过程中,与未添加外源材料处理相比,添加冻融循环老化生物炭或高温老化生物炭处理的氨挥发累积量减少了30%,添加自然老化生物炭或新鲜生物炭处理的氨挥发累积量减少了23%,添加玉米秸秆粉末处理的氨挥发累积量减少了19%。施氮肥后1~10 d为土壤氨挥发的主要阶段,该阶段氨挥发累积量占整个培养过程氨挥发累积量的90%以上。不同材料对土壤氨挥发影响的机理研究表明,冻融循环老化生物炭和高温老化生物炭较强的氨挥发抑制作用与其较强的土壤氨氧化促进作用以及NH_4~+-N吸附能力有关。本研究有助于深刻理解新鲜和老化玉米秸秆生物炭还田对石灰性农田土壤氨挥发的影响,为降低土壤氨挥发提供有效途径,为生物炭在黄土高原的农业工程应用提供理论借鉴。     

氮磷钾对甜菜氨同化关键酶的影响

以甜菜品种KWS0143为材料,采用“3414”设计方案,探讨肥料对酶活性的影响及酶活性与甜菜产量的关系.结果表明,在甜菜生育期间,随着施氮水平的升高,谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性增强,磷肥与酶活性在生育前期呈显著或极显著正相关关系;在8月初(块根增长初期)可以通过增施相应肥料来调节氨同化途径的强度;谷氨酰胺合成酶...     

丝绸精炼废水的生物处理研究

针对丝绸精炼废水经酸析、膜处理后COD仍不能达标、更不能回用的现状,采用厌氧好氧相结合的生物处理工艺,在实验室进行了废水生物处理小试研究,结果表明,该工艺可使最终出水达标,不仅防止了环境污染,也降低丝绸厂的生产成本。采用两级耗氧和厌氧相结合的生物处理工艺进行的中试研究结果表明,该工艺处理后出水COD可降至70 m g/L以下,回用效果较好,值得各丝绸精炼厂推广使用。     

氨对悬浮培养幼仓鼠肾细胞(BHK-21)生长代谢的影响

【目的】研究在幼仓鼠肾细胞(BHK-21)悬浮培养过程中,不同浓度氨对其生长代谢的影响。【方法】用添加0,1.8,2.5,5.5,8.0和15.0 mmol/L氨的培养基培养BHK-21细胞,每隔12 h取样1次,用细胞计数仪进行细胞计数,测定细胞活力,采用AO/EB双染色法和Annexin V-FITC/PI流式细胞仪2种方法检测细胞的凋亡情况,同时测定细胞培养过程中葡萄糖、氨和乳酸浓度的变化。【结果】在BHK-21细胞连续培养过程中,当氨的添加浓度低于1.8 mmol/L时,其对细胞的生长几乎不产生抑制作用,细胞活性、细胞总数与对照组差异不显著,未出现细胞聚集成团现象;当氨添加浓度达到15.0 mmol/L时,BHK-21细胞直接进入死亡期;当氨的添加浓度为2.5~8.0 mmol/L时,氨对细胞生长的抑制作用由弱变强,这种抑制作用在细胞培养至24 h开始出现。另外,随着氨添加浓度的增加,葡萄糖的消耗量减少,细胞代谢产生的乳酸和氨降低。【结论】氨对悬浮培养的BHK-21细胞的生长和代谢有显著影响。     

氧化沟工艺处理厌氧消化出水的研究

高浓度有机废水的厌氧消化出水水质较差，用氧化沟工艺补充处理收效良好。当厌氧出水的ＣＯＤ浓度低于７００ｍｇ／Ｌ时，补充处理后达到国家排放标准。但当ＣＯＤ浓度高于７００ｍｇ／Ｌ时，补充处理难以达标，究其原因，可能与曝气刷的充氧能力较弱有关。     

碳素纤维在近岸海洋污染物亚硝酸盐、总氨态氮处理中的应用

为探索高效的近岸海水污染处理及生态修复方法,采用硝酸氧化法对黏胶基碳素纤维(Carbon fiber,CF)进行氧化改性,并利用改性后的黏胶基CF处理近岸模拟污染海水,研究了改性CF对海水中亚硝酸盐、总氨态氮等污染物的吸附情况,考察了黏胶基CF氧化改性时间等因素对吸附处理效果的影响,确定了改性黏胶基CF处理近岸污染海水的优化工艺条件。结果表明:黏胶基CF氧化改性时间、CF投加量、亚硝酸盐初始浓度、总氨态氮初始浓度、吸附时间、海况、p H等因素对CF的吸附性能均有不同程度的影响,当反应条件相同时CF的吸附性能较稳定;CF对亚硝酸盐的吸附效果较好,对总氨态氮的吸附效果次之;通过正交试验确定黏胶基CF材料修复模拟近岸海水的优化条件,即在吸附时间为3 h、海况为3级、投加量为0.01 g、亚硝酸盐初始浓度为4 mg/L、总氨态氮初始浓度为60 mg/L、改性时间为1.5 h、p H为8的条件下,CF对亚硝酸盐的去除率为84.56%,对总氨态氮的去除率为45.63%。本研究结果为CF在近岸海洋环境修复中的应用奠定了基础。