污水处理厂生物气溶胶抗生素抗性污染特征、来源及潜在风险

污水处理厂是抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）和抗生素抗性细菌（antibiotic resistant bacteria,ARB）重要的源和汇,生物气溶胶是ARGs和ARB自污水处理厂向周边环境释放的关键载体。目前缺乏对污水处理厂生物气溶胶抗生素抗性污染特征、来源及潜在风险的系统性总结。本文从采样方法、检测方法、逸散特征、来源、潜在危害和风险评估等方面对污水处理厂抗生素抗性污染研究现状进行综述。惯性采样法和过滤法是常用的污水处理厂抗生素抗性生物气溶胶主要采集方法,而宏基因组测序、组装和分箱为其ARGs组成、可移动性和宿主提供了有效的检测方法,抗多药类、抗杆菌肽类、抗氨基糖苷类、抗四环素类、抗β-内酰胺类、抗磺胺类、抗大环内酯类和抗糖肽类等抗性基因在污水处理厂PM₁₀、PM_2.5和PM_1.0颗粒物中广泛检出。格栅间、生化反应池和污泥处理单元是污水处理厂PM₁₀、PM_2.5和PM_1.0负载ARGs和ARB的主要释放单元。污水处理厂不同粒径生物气溶胶中致病性ARB的存在增加了抗生素治疗的难度,而污水和污泥对ARGs和ARB的释放起到了重要的源的贡献。本文在研究内容、研究技术和控制策略等方面也提出了相关展望,以期为污水厂生物气溶胶抗生素抗性污染的监测和防护提供参考和借鉴。     

微生态制剂对海水养殖系统硝化功能建立过程的影响

比较分析投加不同微生态制剂的海水养殖系统硝化功能建立的过程,为实际应用提供依据。利用海水素构建4个海水养殖系统,通过投加硝化细菌、光合细菌、枯草芽胞杆菌3种微生态制剂以及纤维毛球作为生物膜载体,比较分析不同养殖系统硝化功能的建立过程及硝化强度差异。投加硝化细菌+光合细菌和硝化细菌+枯草芽胞杆菌系统硝化功能建立时间分别为108 h和96 h,氨氮初始质量浓度为6 mg/L时,氨氧化强度分别为1.69 mg/(L·d)和1.36 mg/(L·d);添加纤维毛球的生物膜系统与生物絮团系统硝化功能建立时间分别为96 h和120 h,氨氮初始质量浓度为6 mg/L时,氨氧化强度分别为1.36 mg/(L·d)和0.98 mg/(L·d);投加碳源系统和对照系统硝化功能建立时间分别为84 h和96 h,氨氮初始质量浓度为6 mg/L时,氨氧化强度分别为1.18 mg/(L·d)和1.36 mg/(L·d)。硝化细菌+枯草芽胞杆菌系统硝化功能建立时间更短,但系统硝化强度低于硝化细菌+光合细菌系统;生物膜系统硝化强度高于生物絮团系统且硝化功能建立更快;添加碳源能够加快系统硝化功能建立过程,但降低了硝化细菌+枯草芽胞杆菌系统的硝化强度。     

人工湿地中指示与病原微生物动态分布及相关性分析

选择总大肠菌群(total coliforms)、粪大肠菌群(fecal coliforms)、粪链球菌(fecal streptococci)、大肠杆菌(Escherichia coli)、产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)和沙门氏菌(Salmonella spp.)6种指示和病原微生物,采用多管发酵法和倾注平板法研究其在自由表面流人工湿地中的去除效果、相关性及动态分布特征.结果表明:人工湿地进水中沙门氏菌数量最多,其次为总大肠菌群、粪大肠菌群、产气荚膜梭菌和大肠杆菌,粪链球菌数量最低;人工湿地对不同指示和病原微生物去除效果存在差异,对总大肠菌群、粪大肠菌群和大肠杆菌去除效果最好,年平均去除率分别为94.1％、93.4％和84.0％;对沙门氏菌和产气荚膜梭菌去除效果较差,年平均去除率分别为55.8％和63.6％,并且存在较大波动;出水中粪链球菌数量高于进水;人工湿地对指示和病原微生物的去除效果在不同季节间无显著差异,但迸水中总大肠菌群数量、进出水中沙门氏菌数量及进水中产气英膜梭菌数量在不同季节间存在差异.相关性分析表明,总大肠菌群、粪大肠菌群以及大肠杆菌之间存在较强相关性,沙门氏菌和粪大肠菌群以及产气荚膜梭菌和总大肠菌群、粪大肠菌群间存在弱相关性.     

几种理化因子对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响

研究pH、温度、供氧状况、投菌量、氨氮初始浓度等理化因子对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响。结果表明,各种理化因子对硝化细菌去除氨氮效果均有明显影响,海洋硝化细菌的最佳作用条件是pH 8.5,25℃,好氧,对氨氮的去除效果随着投菌量的增加而增强。在适宜条件下,海洋硝化细菌对海水中氨氮具有较好的去除效果。研究海洋硝化细菌在去除氨氮过程中D IN之间相互转化关系发现,在处理系统中随着NH4 -N含量的降低,NO2--N、NO3--N含量持续增加,大约有66.57%的D IN在海洋硝化细菌作用过程中以其他形式脱离了处理系统。     

近30年来黄河三角洲植被净初级生产力时空特征及主要影响因素

我国拥有丰富的海岸带蓝色碳汇,准确把握海岸带蓝碳生态系统净初级生产力(NPP)状况,辨识不同人为干扰下蓝碳生态系统NPP的时空分布特征具有重要意义。以黄河三角洲为研究区,以近30a(1987年、1995年、2005年、2016—2017年)为时间尺度,通过遥感手段和现场调查,对黄河三角洲NPP时空变化特征及其主要影响因素进行研究。结果显示:(1)近30年来研究区NPP均值和总量呈现先下降又略微增长的特征,2016—2017年度NPP平均值为294.38g C m~(-2)a~(-1),总量为710.05Gg C/a,表现出显著的季节差异。(2)研究区NPP在各行政区、保护区和地表覆盖类型中均表现出了明显的空间分异性;2016—2017年度NPP分区结果显示,不同分区面积由大到小依次为中生产力区(49.5%)、低生产力区(38.3%)和高生产力区(12.1%)。(3)研究区NPP的时空分异性是地表覆盖类型和植被生长状况共同影响的结果,海陆交互作用、开发利用活动和近年来的生态建设是NPP时空变化的主要影响因素。(4)湿地植被和农田是研究区碳汇的主要贡献者,20世纪90年代以来二者NPP均值逐渐上升,在2016—2016年度分别达570.28g C m~(-2)a~(-1)和335.92g C m~(-2)a~(-1);近30年来,湿地植被NPP总量逐渐减少,农田NPP总量则逐渐增加。湿地植被是海岸带蓝碳的典型载体,农田作为位于滨海地区、由湿地植被转化而来、本身具有较高固碳能力和潜力的碳汇类型,可作为海岸带蓝碳的重要补充。     

环境工程微生物学课程教学中存在的问题与对策

环境工程微生物学是我国高等学校环境工程专业的基础核心课程,具有知识更新速度快、知识点繁多、内容分散的特点。在其教学过程如何兼顾传统微生物学内容与现代微生物学研究新进展,合理选择教学内容、实验项目和安排实验时间,引导学生准确掌握基本概念和知识点,培养学生动手能力、创新意识和创新能力,是摆在每位教师面前的难题。围绕上述问题,我们教学团队在课堂与实验教学内容、教学方法和课外大学生实践活动等方面采取了一系列措施,取得了较好的教学效果。     

人工湿地与环境卫生安全

人工湿地是国内外应用较为广泛的一种污水处理技术。近年来,人工湿地的环境卫生安全问题越来越受到人们的关注。人工湿地中病原微生物的去除或失活受到诸多因素的影响,其过程和机制与传统的二级污水处理工艺有较大区别,选择适宜的指示微生物和病原微生物并研究其行为是进行人工湿地环境卫生安全评价的关键。本文论述了病原微生物在人工湿地中的归宿以及人工湿地可能对环境卫生安全造成的影响,综述了国内外的研究现状,指出了该方面研究的必要性和迫切性。     

4种抗生素对蚯蚓-污泥系统细菌群落结构的影响

蚯蚓可摄食污泥中的有机物,其肠道微生物群落在其分解过程中起着主要的作用。利用赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)和人工湿地基质构建蚯蚓-污泥系统,添加氯霉素、四环素、链霉素和青霉素4种抗生素,研究不同抗生素对污泥和蚓粪的细菌群落结构的影响。采用高通量测序技术比较分析污泥和蚓粪的细菌多样性及群落结构变化。结果表明,外加抗生素能够导致污泥的Chao1和ACE指数降低,同时降低拟杆菌门和变形菌门的相对丰度,加入氯霉素和青霉素会增加厚壁菌门的相对丰度,降低酸杆菌门、放线菌门和绿弯菌门的相对丰度,加入四环素和链霉素则与之相反。蚓粪样品中,添加氯霉素和链霉素导致Chao1和ACE指数降低,而添加四环素和青霉素则导致Chao1和ACE指数升高,外加抗生素可降低拟杆菌门的相对丰度,增加放线菌门、变形菌门和疣微菌门的相对丰度。主成分分析(PCA)和聚类分析表明,氯霉素和青霉素对污泥细菌群落影响作用相似,四环素与链霉素效果类似;氯霉素对蚓粪群落结构的影响小于其他抗生素。研究结果显示,抗生素可影响污泥和蚓粪的细菌多样性及群落结构,不同抗生素对污泥和蚓粪的影响程度存在差异。     

香菇草根部浸提液对伪鱼腥藻化感作用的研究

利用植物释放的化感物质控制有害藻类水华是一种经济, 有效, 生态安全性高的控藻方法, 为探究香菇草(Hydrocotyle Vulgaris)根部浸提液对伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)的化感作用, 试验采用不同浓度的香菇草根部浸提液(0, 2 g·L–1, 4 g·L–1, 6 g·L–1, 8 g·L–1和10 g·L–1), 研究浸提液对伪鱼腥藻叶绿素a浓度, 叶绿素荧光参数(Fv/Fm和 rETR)以及SOD活性的影响。结果表明香菇草根部浸提液对伪鱼腥藻有化感抑制效果, 半效应浓度(EC50, 96h)值为9.33 g·L–1。低浓度添加量组(2 g·L–1, 4 g·L–1)伪鱼腥藻的ρ(Chl a)、Fv/Fm、rETR和SOD 值与对照组差异不大, 对伪鱼腥藻作用不明显; 高浓度添加量组(6 g·L–1, 8 g·L–1和10 g·L–1)对伪鱼腥藻化感抑制作用明显, 伪鱼腥藻的ρ(Chl a)、Fv/Fm和 rETR值都显著低于对照组, 说明藻的生物量和光合能力都明显降低, SOD活性在第13天显著高于对照组, 表明藻类可能发生了脂质过氧化反应。在培养结束后添加量为6 g·L–1, 8 g·L–1和10 g·L–1试验组ρ(Chl a)抑制率分别为32.03 %, 53.18 %和66.02%, 添加量与抑制效果呈正相关。     

“环境工程微生物学”实验教学改革初探

"环境工程微生物学"是我国高校环境工程和环境科学专业的一门专业基础必修课,环境工程微生物学实验是本课程的重要组成部分。但目前环境工程微生物学实验教学中存在实验内容滞后、单调,学生的预习甚至实验过程往往流于形式,缺乏有效的考核方法等一系列问题。针对以上问题,作者采取将移动互联网引入环境工程微生物学实验,鼓励学生参与实验的前期准备等措施来改革传统教学模式,通过编写实验教材、精心安排实验内容、将科研带入到实际教学中等途径来优化教学内容,采用将平时成绩纳入最终实验成绩的方法来改革传统考核方式,取得了较好的教学效果,本文对以上教改内容进行详细阐述。