环境因子对厌氧微生物脱卤的影响研究进展

有机卤代物在工农业生产中的广泛应用及不合理处置与排放导致其成为地下环境中普遍存在的一类污染物,严重威胁地下生态系统功能、饮用水安全和人类健康。有机卤呼吸细菌在有机卤污染场地的原位生物修复中起到了至关重要的作用。本文简要概述了影响和制约有机卤呼吸微生物生长代谢及脱卤活性的一些关键环境因子,如pH、温度、盐度、电子供受体和氧气等,并且对有机卤呼吸细菌未来的研究方向提出展望,以期为污染场地原位生物修复工程的有效实施提供理论与技术参考。     

长白山北坡森林土壤汞的含量和形态分布

分别于2009年4月和9月对长白山北坡的土壤样品进行了采集,研究北方森林地区不同海拔土壤样品中的总汞和甲基汞的分布情况.长白山土壤THg和MeHg含量分别为0.08～0.73 mg·kg-1和0.05～0.56 μg·kg-1,库存量分别为97 kg·km-2和128 g·km-2,高于吉林省背景值,MeHg的最高含量...     

利用高通量测序技术对水稻秸秆中、低温降解菌系的比较分析

采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对中、低温（中温25 ℃、低温10 ℃）富集驯化所得水稻秸秆降解菌系进行测序;采用生物信息学方法对中、低温秸秆降解菌系群落生物多样性进行分析。结果表明,测序质控后获得601 489条16S rDNA序列,平均长度273 bp,经Silval 132数据库比对,中温降解菌系包括18个门,172个属,302个OTU,其中优势菌属为弓形杆菌属（Arcobacter）、拟杆菌属（Bacteroides）、屠场杆菌属（Macellibacteroides）、假单胞菌属（Pseudomonas）和梭形杆菌属（Lysinibacillus）;低温降解菌系包括16个门,169个属,280个OTU,其中优势菌属为弓形杆菌属、屠场杆菌属、拟杆菌属、丛毛单胞属（Comamonas）和假单胞菌属。温度对降解菌系中优势菌门的相对丰度无显著影响,中、低温秸秆降解菌系主要菌属相对丰度差异显著。     

一株脱卤单胞菌属有机卤呼吸细菌的分离纯化与基础特征

【目的】分离鉴定新型有机卤呼吸细菌,拓展有机氯污染物降解菌种资源。【方法】在限制性培养基中,基于特定脱卤微生物的能量代谢特点以及对抗生素的抗性特征,应用绝迹稀释法从脱氯富集培养物中分离纯化新型有机卤呼吸细菌。通过添加酵母提取物和聚合酶链反应-限制性片段长度多态性等方法鉴定菌株纯度。通过考察细胞形态、16S rRNA系统发育树以及对有机氯化物的利用能力来描述此新型菌株的基本特征。【结果】菌株GP是一株来自脱卤单胞菌属(Dehalo genimonas)的新型有机卤呼吸细菌,可耐受1.0 g/L的氨苄青霉素和0.1 g/L的万古霉素,其细胞平面形态为直径0.4–0.8μm的不规则圆形。在乙酸作碳源、氢气作电子供体的条件下,菌株GP可利用1,1-二氯乙烯和一氯乙烯作为电子受体进行有机卤呼吸,脱氯终产物为无毒害的乙烯。16SrRNA系统发育分析表明,菌株GP与Dehalo genimonas formicexedens菌株NSZ-14有高达99.5%的同源性,但两菌株对有机氯化物底物的利用范围不同。【结论】从脱氯富集培养物中分离纯化出一株新型有机卤呼吸细菌,为深入研究脱卤单胞菌这一重要脱卤微生物的遗传学信息和生理生化性质提供了新材料。     

植物-固定化菌剂联合修复多环芳烃污染土壤

以火凤凰根际土壤中发现的3种优势菌[分枝杆菌(Ⅰ)、产黄纤维单胞菌(Ⅱ)、少动鞘氨醇单胞菌(Ⅲ)]构建的多菌剂体系为供试菌剂,针对大港油田原油污染土壤,将固定化供试菌剂接种于修复植物火凤凰根际,探讨供试菌剂强化火凤凰修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的效果。结果表明: 处理ⅠⅢ(有效活菌数为10⁹ cfu·mL^-1)和ⅠⅡⅢ(有效活菌数为10⁷ cfu·mL^-1)对PAHs的降解有促进作用,PAHs降解率分别为32.2%和41.4%,均显著高于相应对照处理。此外,处理ⅠⅡⅢ对火凤凰的地下生物量有明显促进作用,比对照处理增加了31.2%。表明由3种优势菌构建的多菌剂ⅠⅡⅢ可以作为火凤凰修复PAHs污染土壤的强化手段,为微生物强化植物修复技术提供了新的修复思路及方法。     

3种假单胞菌CaCl2法感受态细胞制备及转化条件

假单胞菌因其生境和代谢类型的多样性,在污染环境修复、生物转化、生物防治等领域具有广阔的应用潜力;外源基因的导入是假单胞菌遗传改造的重要环节,而感受态细胞的制备和转化方法的建立是导入外源基因的重要方法学基础.本研究以从石油污染土壤中分离筛选的假单胞菌属的3个菌株Pseudomonas putida TS11、P.stutzeri DNB、P.mendocina JJ12为对象,通过3因素4水平正交实验设计,研究了不同CaCl2浓度、热激时间及复苏时间对不同假单胞菌感受态细胞制备及转化效率的影响.结果表明:CaCl2浓度是影响假单胞菌转化效率的最主要因素(P＜0.05),且在制备感受态细胞之前用无菌蒸馏水多次洗涤菌体细胞,转化率明显提高.3种假单胞菌的CaCl2转化优化条件分别为:100 mmol·L-1 CaCl2,热激3 min,复苏1.5 h;50 mmol·L-1 CaCl2,热激6 min,复苏1.5 h;75 mmol·L-1 CaCl2,热激4.5 min,复苏0.5h.在上述转化条件下,3种假单胞菌的外源质粒转化效率均达到105个转化子·μg-1DNA水平.     

地市尺度气候调节服务评估——以福州市为例

生态系统服务是衔接生态系统功能和人类福利的桥梁,气候调节服务在生态系统服务中占有极其重要的地位。对气候调节服务发生的全过程进行评估,对科学开展生态系统服务评估具有重要意义。本研究以福州市为案例,开展地市尺度气候调节服务评估,分析气候调节服务在行政单元、地类尺度上的时空变化特征。结果表明: 2015、2018年,福州市气候调节服务总实物量分别为4.01×10¹² MJ(价值量6139.44亿元,GDP为5618.08亿元)和4.66×10¹² MJ(价值量7140.02亿元,GDP为7856.81亿元),气候调节服务价值大致与当年GDP相当。主要的土地利用/覆被类型是森林、耕地、水域,分别占福州市国土面积的57%、15%和9%;水域对福州市气候调节服务贡献最大,2018年贡献度超过60%,高于林地(12%)及耕地(13%)。建成区、东部农耕区域气候调节服务价值较低。2015、2018年,福州市土地利用/覆被变化面积为1805.5 km²,变化最大的用地类型是耕地、林地,主要的土地利用转移方向是耕地与林地、林地与园地、耕地与城镇村及工矿用地之间的转化;气候调节服务总实物量变化了6.74×10¹¹ MJ,相应的价值变化量为1035.8亿元;气候调节服务变化集中在闽侯、闽清、永泰等中西部地区,以及罗源、福清等西部山区;水域的气候调节服务变化最剧烈,水域类型转化会产生极为强烈的气候调节服务变化,远高于其他用地类型转换的效果。     

东北老工业区矿业城市产业生态系统演化与重构——以辽宁大石桥为例

基于演化经济地理学与产业生态学理论,以辽宁省大石桥市为例,阐明了镁产业的演化过程与特征,建立了镁产业生态系统的结构与功能模型。结果表明:大石桥市镁产业系统演化过程分为起步期、快速期、成熟期、转型期和优化期5个阶段,各个阶段受不同因素的影响呈现出不同的演化特征;基于产业生态学视角的大石桥市镁产业生态系统结构模型包括原生产业子系统、资源环境子系统、外生产业子系统、共生产业子系统和产业创新子系统5个子系统,各子系统之间相互影响与作用,通过系统耦合和物质能量的多级利用形成复杂网络结构,与一般生态系统相似,两者具有同构性与差异性;通过优化调控镁产业生态系统的演化路径与过程,才能实现大石桥市镁产业的生态、经济和社会效益的最大化,以促进生态文明建设。     

基于能值-生态足迹模型的东北老工业基地生态安全评价——以辽宁省为例

采用能值-生态足迹模型,对辽宁省2003—2012年生态安全状况进行时间序列的定量分析与评价,并采用灰色动力学模型预测其动态变化趋势.结果表明: 研究期内辽宁省人均能值生态承载力从3.13 hm²下降到3.07 hm²,人均能值生态足迹由13.88 hm²增加到21.96 hm²,处于生态赤字状态,且赤字增大趋势明显;生态压力指数由4.43增长到7.16,生态安全预警等级由轻警过渡到中警程度.照此发展,2013—2022年辽宁省人均能值生态承载力将由3.04 hm²下降到2.98 hm²,人均能值生态足迹将由22.72 hm²上升到35.87 hm²;生态赤字将越来越大,生态压力指数将由7.46上升到12.04,生态安全等级将由较安全变为轻度不安全状态,并呈现由中警到重警的生态安全预警等级,生态安全问题亟待解决.     

基于能值理论的有色金属矿产资源开采生态补偿机制

矿产资源为中国经济的高速增长提供了不竭的动力,但在其开采过程中也带来了诸多的环境问题。在当今资源、环境的约束下,如何采取适宜的量化方法来表征矿产资源开采所带来的生态环境损失,并在此基础上确定合理的生态补偿标准,成为了一项重要的研究课题。选取我国有色金属采选业为研究案例,并基于能值分析方法,核算了矿产资源开采过程中造成的直接、间接环境损失,提出了生态补偿指数,用以为生态补偿标准的制定提供参考依据。对能值分析指标的计算和分析结果表明,从可持续发展角度,生态补偿指数为89.18%,说明我国有色金属采选业的环境投入较高,需要的补偿费用较多;能值产出率为9.24,表明有色金属采选业的生产效率高;环境承载率为238,呈现高负荷状态,区域环境所承受的压力巨大;可持续发展指数为0.039,表明我国有色金属采选业处于不可持续状态,急需采取相关环境保护措施进行调整。从经济成本角度,我国有色金属采选业需要的生态环境补偿费用约为4.38×109元,现阶段征收的资源税费远低于生态恢复的治理费用,不能够覆盖生态修复治理成本。最后根据本文研究内容得出我国有色金属采选业面临的主要问题,分别从宏观角度、微观角度及长远角度3个方面给出了相应的政策建议。