利用硝酸盐和亚硝酸盐同步富集厌氧甲烷氧化微生物的比较实验

【背景】反硝化厌氧甲烷氧化(Denitrifying anaerobic methane oxidation,DAMO)是以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体以甲烷为电子供体的厌氧氧化过程,对认识全球碳氮循环、削减温室气体排放和开发废水脱氮新技术等方面具有重要意义。【目的】认识以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体的DAMO微生物富集过程和结果的差异性。【方法】在序批式反应器(Sequencing batch reaetor,SBR)内接种混合物,分别以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体连续培养800 d,定期检测反应器基质浓度变化、计算转化速率;利用16S rRNA基因系统发育分析研究功能微生物的多样性,利用实时荧光定量PCR技术定量测定功能微生物。【结果】以亚硝酸盐为电子受体的1、3号反应器富集到了DAMO细菌,未检测到DAMO古菌;以硝酸盐为电子受体的2号反应器富集到了DAMO细菌和古菌的混合物;3个反应器的脱氮速率经过初始低速期、快速提升期,最终达到稳定,但2号快速提升期开始时间比1、3号晚了80 d左右,达到稳定的时间更长,稳定最大速率为1、3号的44.7%、40.3%。【结论】硝酸盐和亚硝酸盐对富集产物有决定性影响;以硝酸盐为电子受体富集得到的DAMO古菌和细菌协同体系可以长期稳定共存,DAMO古菌可能是协同体系中脱氮速率的限制性因素。     

涪陵焦石坝页岩气开采区土地损毁的生态风险评价

页岩气在勘探、开采、集输过程中对周边生态系统会产生直接或间接影响。通过构建页岩气开采土地损毁生态风险因果链识别井场、运输道路及集输管线等风险源,基于最小阻力模型定量分析土地损毁的生态累积影响;选取了植被覆盖度、生态服务价值及土壤肥力等因子表征区域生态重要性,土壤侵蚀度、石漠化敏感性及水环境敏感性等表征生态脆弱性,综合评价区域生态敏感度,并以此为风险受体,实现涪陵焦石坝页岩气开发区的生态风险评价。2012—2015年末,涪陵焦石坝页岩气产建区钻井数量快速增加,分布广,页岩气开发对区域生态累积影响扩大。2015年末,区域一半以上面积为中、高生态风险区(146.56km~2,55.8%),主要分布于南部乌江河谷及北部低山区,前者水环境敏感度高,后者岩溶发育度高,土壤侵蚀度高,石漠化敏感;该区域内大规模页岩气开发将面临水环境污染、生境破坏、土壤退化、石漠化加重及生物多样性减少等生态风险,是生态环境管理及风险防范的重点方面。研究结果可为区域生态安全建设提供科学的参考。     

硝态氮还原型厌氧甲烷氧化的研究进展及展望

以硝态氮为电子受体的甲烷厌氧氧化(Nx-damo)是近年被证实的微生物驱动的地球氮、碳循环机制,对于认识重要元素地球化学循环的微生物驱动机制和自然环境中甲烷的源与汇具有重大意义;在废水生物脱氮及其温室气体减排方面也具有潜在工程应用价值。从功能微生物富集及其影响因素、生理特性、生物代谢的可能机理等方面对Nx-damo的最新进展进行了梳理和讨论;评估了其应用于废水处理的潜力和优势;对未来的研究方向进行了展望,以期推动该领域更广泛的研究,并为其提供有价值的参考。     

厌氧氨氧化菌特性及其在生物脱氮中的应用

在无分子氧环境中,同时存在NH4^＋和NO2^-时,NH4^＋作为反硝化的无机电子供体,NO2^-作为电子受体,生成氮气,这一过程称为厌氧氨氧化。目前已经发现了3种厌氧氨氧化菌（Brocadia anammoxidans,Kuenenia stuttgartiensis,Scalindua sorokinii）;对厌氧氨氧化菌的细胞色素、营养物质、抑制物、结构特征和生化反应机理的研究表明,厌氧氨氧化菌具有多种代谢能力。基于部分硝化至亚硝酸盐,然后与氨一起厌氧氨氧化,以及厌氧氨氧化菌与好氧氨氧化菌或甲烷菌的协同耦合作用,提出了几种生物脱氮的新工艺（ANAMMOX、SHARON—ANAMMOX、CANON和甲烷化与厌氧氨氧化耦合工艺）。