生态环境损害鉴定评估业务化技术研究

随着社会经济的不断发展和人类需求的不断提高,我国生态环境损害事件屡有发生,由于人类活动导致的典型生态系统结构和功能退化、生态系统服务降低等生态环境损害严重威胁到我国的生态安全。系统研究典型生态系统生态环境损害基线、因果关系及损害程度的判定技术方法对保障国家生态安全和实现可持续发展具有重要的理论和实践意义。根据国家"十三五"《典型脆弱生态修复与保护研究专项指南》的要求,中国科学院大学牵头组织6家课题牵头单位联合申报了"生态环境损害鉴定评估业务化技术研究"项目,通过了专业机构组织的评审,获准立项。本文对该项目的研究背景、总体目标、主要内容及预期产出进行了介绍。该项目的开展将对典型生态环境损害评估提供决策支持,为国家在政策层面解决环境损害追责、环境执法与管理提供科学技术和平台支撑。     

湖泊生态环境损害基线判定技术综述

近年来,污染事故引发的湖泊生态环境损害问题屡见不鲜,特别是氮磷营养盐富集导致的湖泊富营养化。因此,对湖泊生态环境损害程度进行科学合理评判,制定湖泊生态环境损害判定规范程序,形成湖泊生态环境损害判定技术势在必行。目前,国内外学者一致认为,确定切实合理的生态环境基线是对生态环境损害进行科学有效评估的关键技术环节和重要前提。基于相关国家标准以及文献调研,对湖泊生态环境基线判定的原则、判定程序以及判定方法进行系统梳理与总结。详细介绍了针对湖泊不同受体的模型推算法在生态环境损害基线判定中的应用,包括相应的判定方法、判定过程以及优缺点。此外,还针对国内外典型湖泊生态环境损害基线判定研究实例进行阐述。最后对湖泊生态环境基线判定工作的未来发展方向进行了展望,以期为形成统一、合理、有效且具有高度普适性的湖泊生态环境基线制定方法与流程提供依据。     

分子标记物在禽类粪便污染溯源中的研究及应用进展

排入环境后的禽类粪便不仅会造成水体和土壤环境污染,且其携带的致病菌对人类健康也存在潜在危害,因此快速准确地识别并控制粪便污染源对环境保护和人类健康至关重要。微生物溯源（Microbial source tracking,MST）技术可以利用分子标记物识别人和不同动物的粪便污染,从而有助于及时发现并控制粪便污染。鉴于禽类粪便对环境和人类健康的危害,越来越多的禽类MST标记物被开发并用于禽类的粪便污染溯源研究。归纳总结了多种禽类（如鸡、鸭、鸽子、海鸥、加拿大雁和沙丘鹤等） MST分子标记物及其敏感性和特异性,重点综述了禽类分子标记物的基因来源,包括细菌16S rRNA基因、线粒体DNA和功能基因等。其中,细菌16S rRNA基因在标记物设计中的应用最为广泛,源指示菌主要包括厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌目（Bacteroidales）、放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）和梭杆菌门（Fusobacteria）及其家族成员;以cytb基因、ND5基因、16S rRNA基因和ND2基因等线粒体DNA （Mitochondrial DNA,mtDNA）为设计来源的禽类MST标记物在溯源研究中指示效果最好,具有很大的应用潜能;使用功能基因作为设计来源的禽类MST标记物种类较少,且均表现出较低的敏感性,但是将功能基因作为MST标记物的思路具有一定的参考价值。通过对多种禽类标记物指示效果的比较,能为科研人员快速选择禽类标记物时提供一定的参考。此外,还对禽类MST技术的现存问题进行了分析总结,并对其在我国的发展进行了展望,以期促进MST技术在我国环境质量监测领域中的发展和应用。     

有氧产甲烷研究进展

甲烷是温室气体的一种,对全球气候变化和人们的生活都有着重要的影响。全球绝大部分甲烷来自于产甲烷古菌的代谢,因此主要发生在厌氧环境之中。然而一些最新的研究发现,自然界的有氧环境中同样存在着甲烷产生现象,而产甲烷微生物也不仅限于产甲烷古菌。本文从微生物的产甲烷作用出发,对有氧环境中的甲烷产生进行整体的归纳,总结已有的研究结果,为以后产甲烷方面的研究提供新的思路和方向。     

草地土壤微生物多样性影响因素研究进展

草地土壤微生物多样性可对草地土壤生态系统造成显著影响, 因此对草地土壤微生物多样性的影响因素展开研究具有重要的现实意义与科研价值。草地环境分别由地下土壤与地上植物变化因子作用于草地土壤微生物群落, 进而影响草地土壤微生物多样性。而人类活动形成的干扰可改变草地土壤性质与植被特征, 进而使得草地土壤微生物生境发生改变, 草地土壤微生物多样性也随之发生变化。文章通过对已有成果的归纳总结, 围绕土壤性质、植被特征和人类活动三个方面对草地土壤微生物多样性影响因素进行了较为系统深入的阐述。并根据现有分析, 对草地土壤微生物多样性影响因素研究的未来发展方向进行了探讨, 为合理管理利用草地土壤与深入研究土壤微生物对外界胁迫的响应机制提供了科学指导与理论依据。     

污水处理厂污泥膨胀和污泥发泡的比较分析

活性污泥法由于操作简单、处理效果好被广泛应用于市政污水和工业废水的处理。污泥膨胀和污泥发泡现象影响二次沉淀池的泥水分离过程和生物反应池的微生物量稳定,严重困扰着污水处理厂的正常运行,被称为污水处理厂的"癌症"。本文从污泥膨胀和污泥发泡的定义及分类出发,全面地比较了表征污泥膨胀和污泥发泡的方法、引起污泥膨胀和污泥发泡的丝状细菌种类及控制污泥膨胀和污泥发泡方法的异同,并探讨了污泥膨胀和污泥发泡问题的未来研究方向和控制策略,期望能够为今后污泥膨胀和污泥发泡问题的研究和调控提供有价值的参考。     

芦岭煤田微生物群落结构和生物成因气的产甲烷类型研究

【目的】揭示芦岭煤田微生物群落组成,并分析其潜在的产甲烷类型及产甲烷途径。【方法】采集芦岭煤田的煤层气样品和产出水样品,分别分析样品的地球化学性质特征;利用Illumina HiSeq高通量测序技术分析产出水中的微生物群落结构;采用添加不同底物的厌氧培养实验进一步证实芦岭煤田生物成因气的产甲烷类型。【结果】该地区煤层气为生物成因和热成因的混合成因气;古菌16S rRNA基因分析表明在产出水中含有乙酸营养型、氢营养型和甲基营养型的产甲烷菌。丰度较高的细菌具有降解煤中芳香族和纤维素衍生化合物的潜力。厌氧富集培养结果表明,添加乙酸盐、甲酸盐、H2+CO2为底物的矿井水样均有明显的甲烷产生。【结论】芦岭煤田具有丰富的生物多样性,该地区同时存在三种产甲烷类型。本研究为利用微生物技术提高煤层气的采收率,实现煤层气的可持续开采提供科学依据。