SSCP技术分析活性污泥微生物群落结构的条件优化及检验

单链构象多态性(SSCP)技术是一种分析环境微生物遗传多态性的有效方法,具有快速、简便、灵敏等特点.但是,该技术用于分析复杂环境微生物群落结构时需要有针对性地优化操作条件.本研究针对聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)胶浓度、上样缓冲液中去离子甲酰胺浓度、电泳温度,电泳时间等确定了PCR-SSCP技术的优化条件,并以自养脱硫反硝化反应器启动期的活性污泥样品对此优化条件进行了检验,证明了16S rDNA V1～V3区为靶对象时,丙烯酰胺与甲叉的质量比49:1,质量分数12%的聚丙烯酰胺凝胶,上样缓冲液中去离子甲酰胺的体积分数1/3,在4℃,300 V,电泳18 h是最优的操作条件,可以获较理想的SSCP图谱.     

污泥中重金属的生物淋滤

生物淋滤法(Bioleaching)是指利用自然界中一些微生物(硫细菌)的直接作用或其代谢产物的间接作用,产生氧化、还原、络合、吸附或溶解反应,将固相中某些不溶性成分(如重金属、硫及其他金属)分离浸提出来的技术.在生物淋滤中,嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)和嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans,A.f)被用作有效的淋滤载体[1].这种嗜酸性的化能自养型细菌以大气中的CO2为碳源,以无机物铁或硫为能源来维持生长,不需要提供外来的碳源和电子供体.另外,由于pH值很低,抑制了其他细菌的生长,所以在实际的操作过程中不需要严格的无菌条件.氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌去除重金属适宜于污水处理厂的开放系统,采用土著嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.f)和氧化硫硫杆菌(A.f)进行重金属去除.也就是说,处理什么地方的污泥,就在什么地方分离A.f和A.t,这样分离的微生物在生物淋滤过程中能发挥较好的作用.这也是微生物在自然界生长繁殖的特点之一.本期介绍了王聪、宋存江等[2]从剩余活性污泥中分离得到两株土著硫杆菌,对两株菌进行了分类鉴定,确定二者分别为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌杆(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)和嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans,A.t),将二者的单菌和混合菌分别接种于剩余活性污泥中,进行了为期9 d的生物淋滤,对淋滤过程中的pH变化、氧化还原电位(ORP)以及重金属含量进行了检测.结果表明,生物淋滤9 d的混合菌对于As、Cr、Cu、Ni和Zn的去除效果最好,去除率分别达到了96.09%、93.47%、98.32%、97.88%和98.60%.混合菌生物淋滤对于Cd和Pb的去除率在第6天之后迅速下降,但是A.t单菌淋滤保持较高的去除率,此结果为进一步的应用打下了良好的基础.     

苗期灌水量对花生生理特性和产量的影响

在人工控水条件下,研究了苗期不同灌水量对两个抗旱性不同的花生品种“农大818”和“鲁花11”生理特性及产量的影响.结果表明：随着灌水量的减少,花生叶片光合速率逐渐下降,叶片丙二醛(MDA)含量增加;灌水60～80 mm（适当干旱）可增加叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,提高叶片可溶性蛋白质(P_r)含量;干旱解除后,叶片中SOD、POD、CAT活性和P_r、MDA含量显著降低,而光合速率显著升高.随着灌水量的减少,花生荚果和籽仁产量降低,但农大818的降低幅度不如鲁花11明显,表明农大818比鲁花11更耐旱;在节水条件下,鲁花11苗期适宜灌水量不能低于80 mm,农大818不能低于60 mm.     

城市污泥在矿山废弃地复垦的应用探讨

Based on the analysis of the existing problems in reclaimingabandoned mining land and their negative effect on the ecological environment,and in view of the limited factors to reclaim abandoned mining land,this paper puts forward the suggestions of using sewage sludge as an alternative in mining land reclamation.Application of sewage sludge in reclamation has beneficial effects, such as increasing organic matter content, preventing soil erosion,recovering vegetation,and promoting microbial population and its activities.Unfavorable factors including heavy metal and organic pollutant for applications of sewage sludge and their countermeasures are also discussed.     

厌氧氨氧化膨胀床反应器的运行性能

试验研究了以竹炭为载体的厌氧氨氧化膨胀床反应器的运行性能.接种反硝化污泥,用模拟废水可成功启动该反应器:运行至144 d时,容积总氮去除率达到3.02 kg N/m3/d.这是国内文献报道的最高水平.动力学分析表明.这种反应器的最大容积总氮去除率可迭12.77 kg N/m3/d.具有很大的脱氮潜能.反应器的启动过程可分为菌体自溶、活性延滞和活性提高三个阶段.与此相应,污泥性状也从黄褐色絮状污泥变为棕灰色颗粒污泥和红色颗粒污泥.红色颗粒污泥以杆茵和球菌为主.厌氧氨氧化活性可达0.56mg TN/(mgprotein)/h,它们是反应器厌氧氨氧化功能的主要承载者.     

我国城市污泥中含氮有机污染物的初步研究

应用GC/MS联机检测技术对11个城市污泥中6种含氮有机污染物进行分析.结果表明,城市污泥中6种含氮有机化合物的总含量在0.087～26.438 mg·kg-1,高低依次为兰州污泥＞北京污泥＞无锡污泥＞大埔(香港)污泥＞沙田(香港)污泥＞佛山污泥＞广州污泥＞元朗(香港)污泥＞珠海污泥＞西安污泥＞深圳污泥.不同化合物在各城市污泥中的含量和分布特征有明显差异.硝基苯类的含量较高,胺类的含量较低.兰州污泥中含氮有机化合物的含量普遍较高,其次是无锡污泥、北京污泥和大埔污泥.污泥中含氮有机化合物的种类和含量与污水来源、污水处理方式、污泥类型、化合物的结构和理化性质等因素有关.     

城市污泥土地利用研究

通过培养试验、盆栽试验和田间试验系统地研究了污泥的组分特征、性质及其农地和城市园林绿化地利用对作物或绿化灌木、土壤肥力及其环境的影响,结果表明,污泥富含有机质和氮磷养分,且养分当季有效性介于化肥农家肥之间。施用污泥将明显提高土壤肥力,表现改善土壤物理性质;增加土壤肥机质和氮磷水平,并增加土壤生物活性,因此施用污泥的处理作物产量较高,并有利于后茬作物的稳健生长。但污泥施用也存在重金属、病原物等污染     

厌氧颗粒污泥微生物群落结构与功能的研究进展

厌氧颗粒污泥(anaerobicgranularsludge,AnGS)是由多种功能微生物组成的自固定化聚集体,具有容积负荷高、工艺简单、剩余污泥产量低等优点,在废水处理领域中显示出巨大的技术和经济潜力,被认为是一种很有前景的低碳废水处理工艺。本文系统总结了近年来厌氧颗粒污泥微生物结构和功能的研究成果,从微生物学角度讨论了厌氧颗粒污泥形成及稳定的影响因素,并对今后厌氧颗粒污泥的研究进行了展望,以期为后续厌氧颗粒污泥技术的深入研究和实际工程应用提供参考。     

好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池产电性能及微生物群落动态特征

【目的】为探讨好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)产电性能以及MFC对微生物群落的选择作用,【方法】以乳酸为底物,应用不依赖于培养的微生物分子生物学技术解析单室MFC启动过程中微生物群落的组成和结构动态学特征。【结果】结果表明,MFC经过3个周期启动成功,最高输出电压230 m V。当MFC外电阻为1656Ω时,最大功率密度11.15 W/m3,电池运行稳定。混合污泥启动MFC以后,阳极生物膜微生物群落结构同种泥差异较大,且多样性降低。生物膜中微生物类群按丰度依次为β-变形菌纲(Betaproteobacteria)24.90%、拟杆菌门(Bacteroidetes)21.30%、厚壁菌门(Firmicutes)9.70%、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)8.50%、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)7.90%、绿弯菌门(Chloroflexi)4.20%以及α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)3.60%。有利于生物膜形成与稳定的动胶菌属(Zoogloea)和不动杆菌属(Acinetobacter)序列丰度分别占生物膜群落的5.00%和3.90%,与MFC产电能力直接相关的地杆菌属(Geobacter)序列由混合污泥中的0.60%上升至阳极生物膜中的2.60%。【结论】本研究表明,MFC阳极生物膜在驯化过程中对污泥中的微生物进行淘汰和选择,最终驯化形成了有利于生物膜形成与稳定、有机物厌氧发酵与产电的微生物菌群。