高硫高砷金精矿生物预氧化条件优化

摘要:【目的】研究温度以及返回液添加量对体系中氧化效果以及金(Au)氰化浸出率的影响。【方法】针对某高硫高砷金精矿建立了一套连续生物预氧化体系(氧化时间6 d),比较不同的温度(40℃和45℃)和返回液添加量(0和600mL)对生物预氧化效果的影响:间隔8 h连续测定氧化体系中的氧化液、氧化渣以及氰化渣中的总Fe、总S、总As以及SO4 2－和Au含量;并用16S rRNA基因克隆文库的方法对体系中的浸矿菌群结构进行分析。【结果】结果显示,提高温度和添加氧化返回液都会改变体系:升高温度在一定程度上提高了体系的氧化程度,主要表现为显著降低了尾渣中总铁、总硫含量,显著提高了尾渣中的S6 + 比例,并且降低前三槽氧化体系的耗碱量;投加返回液则会降低体系的氧化程度,主要表现为显著提高了尾渣金品位和铁含量,显著降低了尾渣中的S6 + 以及Au 浸出率;Dissimilarity和DCA结果表明温度变化对体系的影响更为显著;氧化过程中的Au 浸出率、硫氧化率以及As 去除率,三者互为显著正相关;克隆文库结果显示,该浸矿菌群主要包括3类细菌: Acidithiocacillus caldu (71%)、Leptospirillum ferriphilum (23%)和Sulfobacillus thermosulfidooxidans(6%),基于97%相似性的OTU覆盖率达93.67%。【结论】研究结果表明,相对于添加返回液,温度变化会更显著的改变体系反应效率。提高体系温度有利于矿物的氧化,而添加返回液会降低Au浸出率。本文首次研究了连续生物预氧化过程中温度梯度和返回液添加对体系的影响,本研究结果对中温生物预氧化工业生产的工艺优化、降低工业运行成本具有重要的指导意义。     

奇古菌亚硝酸盐还原酶基因相似基因的多样性

摘要:【目的】氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)是奇古菌门中的唯一类群,广泛分布于各个生态系统中,对氮素生物地球化学循环起着重要作用。亚硝酸还原酶是反硝化作用的关键酶,目前关于AOA反硝化作用的研究较少,对AOA 亚硝酸盐还原酶基因多样性的研究有利于揭示AOA在反硝化中的作用。【方法】本研究以水体、沉积物和土壤为研究对象,构建了奇古菌样的nirK基因克隆文库,研究了这些环境中nirK相似基因的多样性。【结果】对奇古菌样的nirK基因文库及其序列分析表明:湖水及其沉积物的 nirK基因克隆文库得到10个OTUs,菜田土壤和水样则有8个OTUs;系统发育进化树表明这些nirK氨基酸序列和Candidatus Nitrosopumilus koreensis AR1,Nitrosopumilus maritimus SCM1最为相似,但相似度较低(53%－68%)。克隆文库多样性指数分析表明:所有样品都存在不同类型的nirK基因,水体样品nirK基因类型的多样性和均匀度高于土壤样品,菜田土壤的nirK基因类型多样性最高,分布最均匀。【结论】本研究表明土壤和淡水环境中奇古菌门nirK基因也具有较高的多样性,并且这些基因型与海洋样品差异非常大,这些基因编码的亚硝酸盐还原酶可能对这些环境中的反硝化作用有重要意义。     

自然湿地土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌多样性的分子检测

自然湿地是CH4排放的重要来源之一。产甲烷菌和甲烷氧化菌是介导自然湿地甲烷循环的重要功能菌群。开展产甲烷菌和甲烷氧化菌多样性的检测研究有助于揭示微生物介导的甲烷循环以及自然湿地甲烷排放的时空异质性。传统基于培养的检测方法已被证实无法充分描述产甲烷菌和甲烷氧化菌的多样性,而分子检测方法为自然湿地土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌的多样性检测提供了一种更准确和科学的工具。本文综述了自然湿地土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌的定性和定量分子检测方法,包括末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）、变性梯度凝胶电泳（DGGE）、荧光原位杂交（FISH）和实时定量PCR（real-time qPCR）,重点分析了分子检测中两类重要的标记基因,总结了不同类型自然湿地产甲烷菌和甲烷氧化菌群落多样性的最新成果,提出了我国在该领域今后应深入研究探讨的一些问题及建议。     

冻土甲烷循环微生物群落及其对全球变化的响应

冻土是陆地生态系统中最容易受到全球气候变化影响的碳库,既发挥着碳源又起着碳汇的作用。人们非常关注贮存于冻土中有机碳的最终归宿,是因为全球气候变暖会加快冻土的解冻,释放更多的温室气体（二氧化碳和甲烷）到大气中,从而进一步加剧温室效应。据估计每年从北半球冻原陆地生态系统释放进入大气的甲烷约占全球自然界释放甲烷总量的25%。研究证实冻土生物源甲烷的产生和消耗分别由耐(嗜)低温的产甲烷菌(methanogens)和甲烷氧化菌(methanotrophs)介导。鉴于冻土甲烷循环对全球甲烷平衡的显著作用以及在冻土生物地球化学循环中的重要功能,对介导冻土甲烷循环的产甲烷菌和甲烷氧化菌的研究将有助于更好地评估冻土生态系统对全球气候变化的响应和影响,本文就冻土甲烷循环过程、产甲烷菌、甲烷氧化菌的群落结构、活动、生态功能及其对气候和环境变化的响应机制的最新研究进行综述,以期为我国开展冻土甲烷循环机理研究提供支持。     

白洋淀湖滨湿地岸边带氨氧化古菌与氨氧化细菌的分布特性

摘要：本研究通过分子生物学分析方法,以amoA基因为标记,考察了氨氧化古菌（Ammonia-Oxidizing Archaea, AOA）和氨氧化细菌（Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB）在华北平原的白洋淀这一典型湖泊的湖滨湿地岸边带系统中的生物多样性和丰度分布。在前人的研究中,氨氧化古菌在海洋、原生态土壤和人为干扰土壤等环境中主导氨氧化过程的完成。但本研究发现,在湿地岸边带系统中氨氧化过程并不是完全由氨氧化古菌主导完成,即氨氧化古菌和氨氧化细菌在不同区域分别占据主导地位。根据主导微生物的不同,可以将湿地岸边带区域划分为陆相区、中间区和湖相区。在湿地岸边带陆相区,氨氧化古菌主导氨氧化过程,氨氧化古菌的amoA基因丰度是氨氧化细菌的526倍（AOA：1.23?108每克干土;AOB：2.34?105每克干土）;在岸边带湖相区,氨氧化细菌主导氨氧化过程,氨氧化古菌的amoA基因丰度只有氨氧化细菌的1/50倍（AOA：3.17?106每克干土;AOB：1.39?108每克干土）;在岸边带中间区,两种微生物对氨氧化过程的贡献相当,二者的amoA基因丰度也相当 (AOA：9.83?106, AOB：4.08?106)。研究还发现,湿地中间区的微生物生物多样性高于陆相区和湖相区。在湿地中间区,氨氧化古菌和氨氧化细菌的生物多样性都最高,分别有5和7个操作分类单元（OTUs）;相比之下,岸边带陆相区和湖相区的多样性依次降低,陆相区的氨氧化古菌和氨氧化细菌分别有3和6个操作分类单元,湖相区的氨氧化古菌和氨氧化细菌分别有2和6个分类单元。本研究的两个结论进一步反映了湿地岸边带极强的空间异质性。     

厌氧氨氧化菌脱氮机理及其在污水处理中的应用

厌氧氨氧化细菌(anammox)可以将亚硝酸盐和氨氮转化为氮气从而缩短氨氮转化的过程,它已经成为新型生物污水脱氮技术研究的热点之一。当前,有关厌氧氨氧化菌特有的生理结构特点、种群分类及其功能酶等方面的研究取得了一定突破,为实现其工业应用奠定了良好的理论基础;同时分子生物学技术在厌氧氨氧化细菌种群分布、群落多样性及其共生关系等方面的应用也大大促进了污水生物脱氮技术的革新和进步。总结了厌氧氨氧化菌主要的生理生化特点、细胞结构特点、脱氮机理、污水处理体系中的应用以及分子生物学方法对污水处理体系中厌氧氨氧化菌种群分析的研究现状,并指出未来anammox细菌在生物特性及在污水脱氮处理实际应用的研究中的热点问题。生物特性方面的主要研究热点有：（1）anammox细菌除厌氧氨氧化作用外,其它新陈代谢途径有待探索;（2）anammox细菌在不同环境中分布的倾向性问题;（3）新型anammox细菌的确定。污水处理的实际应用方面的主要研究热点有：（1）anammox污泥的快速高效富集问题;（2）设计高特异性引物;（3）anammox细菌和其他微生物的共生关系。     

三种接种物启动Anammox-EGSB反应器的性能

为了优选接种物和加速Anammox反应器启动,分别以厌氧产甲烷污泥 (Anaerobic methanogenic sludge,AMS)、新鲜厌氧氨氧化污泥 (Fresh Anammox sludge,FAS) 和储藏厌氧氨氧化污泥 (Stored Anammox sludge,SAS) 作为接种物,研究了厌氧氨氧化膨胀颗粒污泥床 (Anammox-EGSB) 反应器 (R1、R2和R3) 的启动性能。结果表明：3种接种物均能成功启动Anammox-EGSB反应器,启动性能的优劣次序为：R2 (接种物为     

不同ω-3/ω-6构成比的配伍红花籽油对SH-SY5Y细胞氧化损伤的预防效应

探讨不同ω-3/ω-6构成比的配伍红花籽油(Compatibility Safflower Seed Oil,CSSO)预防神经细胞氧化损伤的作用。通过过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)氧自由基供体诱导,建立人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞氧化损伤模型;以不同浓度和ω-3/ω-6构成比的CSSO进行细胞药物干预,利用四甲基偶氮唑蓝(methyl thiazolyltetrazolium,MTT)和流式细胞仪检测细胞活力变化和细胞凋亡率。我们建立了H2O2诱导的SH-SY5Y细胞氧化损伤模型,其IC50值为1089.54μmol/L H2O2;随着ω-3相对含量递减,CSSO预防细胞氧化损伤的效应增加,且当ω-3/ω-6比例为1∶6.68和有效浓度范围为375～750μg CSSO/mL时,其药物干预组细胞活力(84.1%)显著高于模型组(61.1%),而药物干预组细胞凋亡率(12.6%)明显低于模型组(25.9%)。从以上结果可以推测,CSSO能够保护细胞并预防氧自由基诱导的细胞损伤,其效果可能与CSSO中ω-3/ω-6构成比密切相关。     

油脂废水生物处理研究进展

目前,油脂降解在常规的废水生物处理工艺中没有得到充分重视,造成反应器的处理效率大大降低,因此成熟有效的油脂降解生物处理技术开发与应用有待于深入探讨.本文系统阐述了废水处理过程中油脂的生物降解途径与机理,重点总结了油脂降解途径中油脂水解与长链脂肪酸降解涉及的功能微生物研究等最新进展,简要介绍了部分学者根据功能微生物的生境差别开发的一系列新型处理工艺,并在此基础上展望了油脂降解技术研究的重点突破方向,希望能为该工艺的发展提供理论指导.     

氧化还原对成年大鼠海马CA1区锥体神经元外向整流氯通道的调控作用

采用膜片钳内面向外式记录技术,研究急性分离成年大鼠海马CAl区锥体神经元外向整流氯离子通道的氧化还原调控。发现细胞内侧给予氧化剂DTNB(5,5'-dithiobis-2-nitrobenzoic acid),可显著减弱氯通道的活动,IC50值为(28.05±2.42)μmol/L;还原剂DTT(dithiothreitol)对氯通道没有明显影响,但可逆转DTNB引起的抑制效应。说明DTNB不改变通道电导,其引起的通道活动减弱是由氯通道关闭时间延长而开放时间缩短所致。研究还发现,另一对氧化型和还原型谷胱甘肽具有与DTNB和DTT同样的效应。本研究结果显示,成年大鼠海马CA1区锥体神经元外向整流氯通道可以被细胞内氧化还原剂所调控。