阿特拉津对泥鳅性腺及性别分化相关基因的影响

以泥鳅为材料,首先确定了阿特拉津对泥鳅的急性毒性.在此基础上采用组织学切片和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法研究了阿特拉津长期处理对泥鳅性腺形态和性别分化相关基因表达模式的影响,以期准确评估阿特拉津的环境毒性和对水生生物生殖发育的作用.结果表明:阿特拉津对泥鳅的24h、48h、96h的半数致死浓度(LC50)分别为31.60mg/L、26.82mg/L、18.98mg/L,安全质量浓度(SC)为5.8mg/L.随着阿特拉津浓度的增加和处理时间的延长,泥鳅的死亡率明显的升高.通过组织学研究发现高浓度的阿特拉津(2.68 mg/L)处理泥鳅21d能够抑制泥鳅精巢精子的发生,促进卵巢细胞的发育.同时qRT-PCR结果显示:与对照组相比不同剂量的阿特拉津(2.68mg/L,0.268mg/L,0.0268mg/L)能够显著的诱导细胞色素P450芳香化酶基因(cyp19a),类固醇生成因子(sf1)的表达,对抗缪勒氏管激素(amh)有显著的抑制效应.因此,阿特拉津对泥鳅有明显的外源雌激素效应;通过干扰类固醇激素合成基因的表达影响生殖细胞的生成;也通过某种未知的机制干扰性别分化上游基因的表达,从而影响性腺分化.     

环丙沙星对厌氧反应器处理含磷废水效能及微生物群落响应的影响

污水处理中抗生素类污染物的存在可能会对系统中微生物活性产生影响,而微生物活性直接影响系统除COD和除磷的效果。本文研究环丙沙星(CIP)对升流式厌氧污泥床(UASB)处理含磷废水的运行效能及其微生物群落响应的影响,对COD、总磷和磷酸盐去除率、相关酶活性以及微生物群落结构等进行了探讨。结果表明：未投加CIP时,UASB反应器对含磷废水COD去除率稳定在98%左右,当CIP增大到10 mg/L时,COD平均去除率下降到63.1%,总磷去除率呈现下降趋势,对磷化氢的浓度影响较大;LB-EPS三维荧光图谱中出现了色氨酸蛋白及辅酶F₄₂₀有关的特征峰,TB-EPS出现了类腐殖酸的特征峰。在CIP胁迫下,Chloroflexi是细菌中主要的优势菌门,进水CIP浓度为3、5和10 mg/L时,其相对丰度分别为43.13%、44.48%、39.96%;甲烷杆菌属Methanobacterium和甲烷丝菌属Methanothrix是古菌的优势菌属,从而保证了UASB反应器的有效运行。KEGG功能分析表明,古菌与细菌主要以碳水化合物代谢和能量代谢为主,提高进水CIP浓度后,膜运输的...     

阿特拉津在水生态系统不同介质中的分布特征

为解决除草剂阿特拉津在水生态系统不同介质中的归趋问题,在室内构建了"水-底泥-鱼-水草"微宇宙生态系统,考察了在水中加入阿特拉津后,阿特拉津在系统各介质中的分布情况.实验结果表明:阿特拉津自水相进入系统后,随着时间延长,阿特拉津在水中质量浓度逐渐减少,在底泥、水草和鱼样品中质量浓度逐渐增加,30 d后趋于稳定.水中阿特拉津初始质量浓度为6.01 mg/L,30 d后降为3.48 mg/L.初始时底泥、水草和鱼体内都不含阿特拉津,30 d后含阿特拉津分别达到0.97、1.14、67μg/g.在水生态系统各介质中,阿特拉津较易分布在水中,在生物体和底泥中累积能力相对较弱,累积能力大小顺序为水草底泥鱼.     

污水处理的固定化微生物与游离微生物性能的比较

固定化微生物技术在污水处理中的应用已经引起越来越多的重视.本文重点研究固定化微生物处理焦化污水时的主要性能.通过对进水与出水氨氮(NH4+-N)、挥发酚及化学耗氧量(COD)的检测分析,考察了温度、pH值、氨氮和有机负荷等对固定化微生物性能产生的影响,采用电镜和光镜观察了固定化微生物的形态,并通过克氏定氮法测定了高效微生物菌群在FPUFS载体上的生物负载量,得出了固定化微生物系统去除COD、挥发酚和氨氮的工艺设计参数.结果表明:固定化微生物在温度为10-55℃、pH值4-11范围内具有较好的活性,200mg/L以上的NH4+-N以及150mg/L以上的NH3对硝化菌及亚硝化菌没有抑制.在有机负荷较高的情况下,仍具有较好的硝化作用.在满足出水中COD≤100mg/L,及NH1+-N≤15mg/L时,相应的容积负荷分别为:COD容积负荷最大为8.91kg/m3·d,NH4+-N容积负荷最大为1.16kg/m3·d.在固定化微生物系统中,生物负载量为32g/L,好氧、兼性和厌氧菌同时存,硝化和反硝化同时进行,丝状微生物较为发达,这为高浓度、难降解有机物及高氨氮污水降解奠定了基础.本文还在相同条件下与游离微生物性能进行了比较,说明固定化微生物技术在各个方面所表现出的性能都较后者具有明显的优势.     

海水养殖循环系统不同功能区域微生物群落结构比较

为了探究海水养殖循环系统不同功能区域微生物群落结构特征,深入了解水质理化因子与微生物群落之间的相关性,通过16S rRNA扩增子高通量测序技术对系统不同功能区域水体微生物群落结构进行了分析。结果表明,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为整个系统绝对优势菌门,不同功能区域优势属组成差异较大,但是弧菌(Vibrio)丰度都在1%以上。脉红螺养殖池和生物滤池水体α多样性最高,鲍鱼养殖池水体和自然海水多样性最低。NMDS分析结果显示生物滤池和养殖池进水口微生物群落结构相似,其他区域微生物群落结构有明显差异。生物滤池到养殖池NH₄⁺和NO₂^-去除率分别为8.77%和45.12%,NO₃^-质量浓度在整个系统内都处于较高水平(148.50~200.47mg/L)。环境因子与微生物群落结构没有显著相关性,温度T和NO₂^-对微生物群落结构的影响相对较大。研究结果为下一步循环水养殖系统设计的完善和日常管理提供了参考。     

Cr6+对厌氧微生物的毒性作用研究

通过对取自ASBR中的厌氧污泥Cr^6 中毒的产甲烷活性恢复试验，研究了不同Cr^6 质量浓度对产甲烷微生物的抑制程度及抑制作用的分子机理，得出结论：当Cr^6 质量浓度小于30mg/L时，是生理毒素；当Cr^6 质量浓度大于110mg/L时，是杀菌性毒素以及当Cr^6 质量浓度小于10mg/L时，其抑制作用发生在反应后期，当Cr^6 质量浓度大于30mg/L时，其抑制作用发生在反应初期，通过对不同Cr^6 质量浓度下的厌氧微生物群落及产甲烷菌形态的照片分析，发现Cr^6 对厌氧微生物群落的组成和厌氧微生物的形态没有影响，但是高质量浓度Cr^6 强烈抑制了产甲烷菌的活性。     

固定化微生物去除地下水中氯苯研究

为探索固定化微生物技术去除地下水氯苯的最佳条件,采用聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠为包埋剂,培养了含氯苯的菌泥驯化培养的微生物,以制备固定化微生物小球,处理地下水中的氯苯.本研究从机械强度,传质性,氯苯降解率等方面综合考虑,利用正交实验确定了制备固定化微生物小球的最佳条件,并对固定化微生物和游离微生物降解氯苯的效果进行了比较.另外,还对固定化微生物降解地下水中氯苯的影响因素进行了探讨.实验结果表明,氯苯初始浓度大于20mg/L,固定化微生物降解氯苯效果好于游离微生物的.当小球粒径为1mm,菌液接种量为8%,氯苯初始浓度为80mg/L,pH值为7.0左右,盐度低于1.5%,控制培养温度为10℃,摇床转速为120r/min时,固定化微生物降解性能较好.     

硫氮比对MFC生物脱氮脱硫和产电的影响

文章以硫化钠(Na₂S)溶液为阳极模拟废水，以硝酸钾(KNO₃)溶液为阴极模拟废水，在阴、阳极室分别接种活性污泥菌群，构建双室微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC),考察不同硫元素与氮元素的质量比(简称“硫氮比”)对生物脱氮除硫与产电性能的影响。实验结果表明：当硫氮比为5∶5时，系统中脱氮、除硫与产电性能最佳，阴极室的硝酸盐出口液质量浓度从100.00 mg/L降至8.68 mg/L,转化率为91.32%,运行周期为90 h,平均转化速率为24.35 mg/(L·d);硫化物的转化率为98.84%,脱氮脱硫的效率最高，同时MFC的电流密度和功率密度均达到最大值，分别为16 875 mA/m³、1 560.56 mW/m³。16S rRNA测序结果表明，MFC阳极富集的优势菌属为Chlorobaculum、Desulfobacterium和Longilinea等，而阴极反硝化优势菌属为Acidovorax、Thermomonas和Nitrospira等，且硫氮比影响优势菌属...     

净化NOX生物膜填料塔的微生物分析

使用生物膜填料塔净化烟气中的NOx.实验结果表明,循环液pH、循环液流量、NOx气体进口浓度、气体流量对生物膜填料塔的NOx净化效率和生化去除量有显著影响.在NOx进口气体浓度为900mg/m3、气体流量为0.2m3/h、循环液pH为6.0、循环液流量为10L/h的最佳操作条件下,生物膜填料塔可以脱除烟气中80%左右的NOx.生物膜微生物的优势种为少动鞘氨醇单胞菌,通过平板计数法得到的生物膜最大活菌数为1.455×107CFU/g.     

珍珠岩-磷酸化聚乙烯醇生物材料的制备及其降解阿特拉津特性

 阿特拉津因其普遍性、高污染性和难降解性一直是历年来的研究热点.其降解方法很多,其中基于阿特拉津降解菌、生物固定化和一些无机材料的生物降解是最有效的.本文利用磷酸交联剂对聚乙烯醇(PVA)进行改性,以珍珠岩作为添加介质,对阿特拉津降解菌——Pseudomonas W4包埋固定,制备出一种新型珍珠岩-磷酸化聚乙烯醇(PPVA)生物活性材料(简称珍珠岩-PPVA),并对其最佳制备条件以及在不同反应条件下该材料降解阿特拉津的效果进行探讨.该材料最佳制备条件为,珍珠岩(粒径为0.60~2.00mm)/10% PVA(V/V)=35/65,Pseudomonas W4包埋量1.0g/L,磷酸盐浓度1.25mol/L;外加碳源、磷源能够促进其降解阿特拉津;珍珠岩-PPVA在pH值为5.99~9.03时具有较好的降解效果,其抗酸碱能力优于游离W4菌.说明珍珠岩-PPVA可有效去除阿特拉津,可以作为新型材料加以深入研究应用于废水或土壤中阿特拉津降解.     

含油污泥生物电化学系统的产电性能及阳极膜菌群变化特征

含油污泥是影响油田及周边环境质量的一大难题,现有资源化方法处理过程复杂、成本高,且存在二次污染风险,生物电化学系统能资源化利用含油污泥同时发电。为探讨含油污泥生物电化学系统的产电效能及阳极膜微生物变化特征,构筑了以含油污泥为阳极底物的单室无膜沉积型生物电化学系统。通过系统电压产出、功率密度、极化曲线及CV曲线,考察系统的产电效能;同时,采用生物宏基因组分类测序分析产电稳定阳极碳毡上和初始含油污泥的微生物群落组成及丰度。结果发现,系统最大输出电压、输出功率为320.7mV、3 353.7mW/m2,阳极生物膜具有较强电活性,循环伏安曲线呈“S”形状,氧化还原峰分别在0V和-0.5V,极限电流值为0.12A/cm2;系统产电稳定期阳极膜(TZ)的多样性指数Seq 数、AEC指数、Chao1均低于相应的初始沉积物(YN1),说明TZ的微生物菌群多样性降低,且两者微生物种类及丰度差异性显著,TZ的优势菌群为Proteobacteria,YN1优势菌群为 Firmicutes。生物电化学系统为油泥处理提供一种新技术,能有效资源化利用油泥同时发电,从而实现双赢。     

基于高通量测序研究锦屏极深岩层微生物多样性

本研究旨在探索中国锦屏地下原始极深环境中极端微生物群落结构及功能。本研究采用高通量测序技术对锦屏极深环境中4个岩石样品和7个水样中存在的微生物群落进行了研究,共获得732 477条高质量序列(Clean tags),可聚类到1 318个有效OTUs,各样品菌群之间存在一定差异,但其优势菌门一致,为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。采用PICRUSt分析了样品菌群对应的基因功能,结果表明涉及碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素代谢等基因功能的丰度最高。结果表明锦屏地下原始极深环境中微生物群落复杂,但主要菌群相对稳定。     

E-SSD:目标特征增强检测算法

针对SSD目标检测算法在检测目标过程中存在漏检的现象,提出一种特征增强的SSD目标检测算法。该算法通过将特定连续特征层进行特征融合,获取更为丰富的目标细节特征信息,以此来改善目标的特征表达效果,提升目标检测正确率。经仿真测试,该算法对车辆、自行车和行人等道路参与者检测效果均有提高,在PASCAL VOC2007数据集上的测试结果与原有SSD检测算法相比,mAP提高0.78%,适合于车载与移动机器人等场景的目标检测应用环境。     

降解苯的微生物燃料电池产电性能研究

 通过构建填料型微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）,对葡萄糖、苯为单一燃料和葡萄糖+苯混合燃料条件下MFC的产电性能及苯的降解效果进行了研究。试验结果表明,1 000 Ω外电阻条件下,以1 500 mg/L葡萄糖作为单一燃料时,MFC可获得的最高功率密度为228 mW/m2（阳极）,相应的体积功率密度为205 W/m3（按阳极室有效体积计算）; 以1 000 mg/L苯作为单一燃料时,最高功率密度为95 mW/m2（阳极）,体积功率密度为09 W/m3;以1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯为混合燃料时,最高功率密度为288 mW/m2 (阳极),相应的体积功率密度为259 W/m3。1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯混合燃料情况下,MFC在24 h内可将苯完全降解,产电周期结束时MFC的 COD去除率在95%以上。以1 500 mg/L葡萄糖和1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯分别作为燃料时,MFC可获得的库仑〖JP2〗效率分别为157%和23%。结果表明,MFC能够利用苯作为燃料,在实现高效降解的同时可稳定地向外输出电能,这为苯类难降解有机物的高效低耗处理提供了新的研究思路。     

中国东北条子河中微生物群落变化与锌砷污染的关系研究

研究目的：通过研究河流微生物与污染物的互作关系,为河流污染治理等相关研究提供新途径。创新要点：研究选择的目标河流是报道较少的辽河二级支流,该研究对于了解支流污染特别是东北地区河流污染有重要的意义。将分子生态学技术应用于分析不同污染程度的河流底泥微生物变化,建立微生物种群变化和污染物的互作关系。研究方法：选取沿条子河的8个代表性区段,分析河水和底泥中重金属和污染物的变化情况。通过变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术分析不同河流区段内真核和原核微生物种群变化,解析河流中污染物对底泥微生物的影响,建立微生物种群变化和重金属污染的互作关系。重要结论：重金属污染物的存在能抑制底泥中微生物生长,仅少量具有较强抗性的微生物存活（见图4）;有机污染物的增加使对重金属有较强抗性的Limnodrilus hoffmeisteri 大量繁殖（见图2~4）,从而大量消耗溶解氧,导致好氧微生物死亡和河水自净能力退化,最终引起水质恶化。由此可见,微生物对环境污染物的变化有很敏感的响应,通过对环境中微生物的监测有助于进一步分析环境污染的变化。     

含铀凋落物腐解前后微生物群落结构特征及多样性分析

采集含铀凋落物腐解前后土壤样本,通过Illumina Miseq高通量测序技术研究腐解前后土壤微生物的多样性及群落结构,解析含铀凋落物腐解前后土壤微生物群落结构特征及其变化规律,为发掘潜在含铀生物质降解菌种提供理论基础。通过高通量测序,分别获得158 781条细菌和242 198条真菌的有效序列,菌群Alpha分析显示,腐解后细菌的多样性和丰富度增加,真菌的多样性和丰富度减少。通过微生物群落结构解析,发现腐解前后门水平上始终存在的优势菌群,细菌中为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);真菌中为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、unclassified_Fungi和被孢囊门(Mortierellomycota)。结果表明,含铀凋落物腐解后,凋落物内的铀被释放到土壤中,改变了土壤微生物群落结构。腐解后土壤中可识别的优势菌群功能主要集中在对纤维素、半纤维素、木质素的降解和铀的浸出。热酸菌属(Acidothermus)和软盘菌属(Mollisia)可能是降解凋落物和浸出铀较好的微生物组合。     

生物浮动床处理电厂厂区生活污水

利用"生物浮动床-过滤-臭氧杀菌"技术处理电厂厂区生活污水,耐有机负荷冲击和水力冲击的能力强,对CODcr、氨氮、总磷有较好的去除效果.CODcr总去除率最高可达到95%,出水CODcr稳定在10～30 mg/L;总磷去除率达到50%以上,出水总磷质量浓度低于0.5mg/L;对NH3-N的去除率基本可以稳定在80%以上;浊度消减率可达到84%,细菌杀灭率大于99.9%,出水细菌浓度小于1/L.     

铁碳内电解耦合蕹菜(Ipomoea aquatica)对黑臭污水脱氮效果的研究

构建了铁碳内电解耦合蕹菜技术体系,用于原位净化河道黑臭污水,采用单因素模拟实验,探究耦合体系植株密度、铁碳填料用量和陶粒用量对黑臭污水脱氮效果的影响规律.结果表明,在植株密度为80株/m2、铁碳填料用量为18 g/L和陶粒用量为52 g/L的适宜组合下,处理22 d后,TN和NH₄+-N的去除率分别为74.1%和99.6%,其质量浓度分别稳定在(13.65±1.24) mg/L和(0.18±0.04) mg/L.水体微生物丰度和多样性有了显著提高,主要优势细菌门是Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes,主要优势细菌属为Pseudomonas、Escherichia-Shigella和Diaphorobacter,微生物群落演化更适宜脱氮.耦合体系通过协同作用净化水质,其作用过程包括:铁碳内电解产生质子[H]和Fe2+提供电子促进自养反硝化、蕹菜根际泌氧促进微生物硝化、陶粒生物膜与根际微生物之间的硝化反硝化作用、陶粒吸附氮.该研究为采用铁碳内电解耦合挺水植物净化河道黑臭污水提供了依据.     

阴阳室微生物燃料电池对磺胺嘧啶的降解性能及其产物生物毒性

抗生素类污染物对水体环境的污染日益严重,磺胺嘧啶(Sulfadiazine, SDZ) 作为一种典型的磺胺类药物,其降解研究引起广大研究者的关注。本研究采用阴阳室微生物燃料电池(Microbial fuel cells, MFC),选择孔隙率高、导电性能良好的石墨毡为电极材料,探究MFC对SDZ的降解性能,并通过功率密度考察了以石墨毡为电极材料MFC的产电性能。采用UPLC-MS/MS测定该体系中SDZ的中间代谢产物。以大肠杆菌为受试菌体,对SDZ代谢产物的生物毒性进行了检测。结果表明,微生物驯化五个月后,SDZ初始浓度为40 mg?L-1时去除率可达到98.23%;由中间产物推测出两条主要的SDZ降解路径,其中苯亚磺酸为主要代谢产物;功率密度曲线表明以石墨毡为电极材料的MFC具有良好的产电性能;毒性检测结果表明,SDZ在降解周期末,其产物对大肠杆菌的生长并无产生抑制作用。     

以垃圾渗滤液为燃料的微生物燃料电池产电性能

以吉林省四平市某垃圾场渗滤液为燃料, 纯钛板为负载微生物阳极和阴极, 用盐桥转移电子方式组建双室微生物燃料电池(DCMFC). 研究阴极室溶液电子受体质量浓度、 pH值、 温度等因素对输出功率密度、 开路电压、 内阻等电池性能的影响, 并考察了对垃圾渗滤液的处理效果. 实验结果表明, 阴极溶液以1.0 g/L双氧水为电子受体, 在pH=2.5、 ρ(硫酸钠)=0.5 g/L、 温度约为30 ℃的最佳实验条件下, 该微生物燃料电池的输出功率密度达12.074 W/m², 开路电压为1.13 V, 内阻为76.868 Ω. 经过连续30 d的运行, 垃圾渗滤液化学需氧量(COD)去除率达95%, 表明选择恰当的阴极室溶液能提高微生物燃料电池的产电性能.