磷酸盐浓度对微生物铁还原过程的影响

微生物铁还原过程对淹水稻田中水体富营养化调控具有重要的作用,但高浓度磷酸盐对氧化铁的微生物过程是否产生抑制尚不清楚．为此采用土壤泥浆厌氧培养、接种水稻土浸提液混合培养和铁还原菌纯培养等方法,探讨了磷酸盐浓度对微生物铁还原过程的影响程度．结果表明：在水稻土泥浆培养过程中,Fe（Ⅲ）还原速率随磷酸盐浓度增加而降低,淹水后期高浓度磷酸盐处理中的Fe（Ⅱ）累积量呈下降趋势;磷营养为4～16mmol／L时,四川水稻土中的微生物群落能较好地利用葡萄糖和丙酮酸盐进行Fe（OH）3还原反应,江西水稻土中的铁还原微生物群落对葡萄糖的响应时间有所延迟,2种水稻土浸提液的微生物群落对乳酸盐的利用较差,反应40d后才有明显的Fe（OH）1还原现象在接种铁还原茵的纯培养试验中,磷酸盐浓度在小于1mmol／L或大于16mmol／L时均不能进行铁还原反应,表明铁还原过程对磷酸盐的调控存在浓度阂值．     

一株铁还原菌的分离及其碳源利用特性研究

文章探究从污水处理厂污泥中筛选的一株铁还原菌的生长特性,研究不同碳源对Fe(Ⅲ)还原的影响。结果表明:此株铁还原菌株适宜的生长条件为pH=7、温度为35℃、黑暗条件;碳源类型和浓度显著影响菌株的铁还原能力,其最适碳源浓度为1.5mol/L,以蔗糖、葡萄糖、丙酮酸钠、乙酸钠、乳酸钠为碳源时,其Fe(Ⅲ)还原率依次降低,以蔗糖和葡萄糖为碳源时Fe(Ⅲ)还原率分别为81.0%和57.2%;Fe(Ⅲ)还原过程中脱氢酶活性与Fe(Ⅲ)还原率显著正相关,脱氢酶活性能在一定程度上反映Fe(Ⅲ)还原程度。     

不同电子供体对Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3

还原脱氯,脱硫细菌Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3可异化还原三价铁,六价铬和三价钴. 乙酸盐,乙醇,氢气,丙酮酸盐,乳酸盐和柠檬酸盐可作为还原可溶性三价铁的电子供体,而只有丙酮酸盐和氢气做电子供体时SF3才能还原不可溶的非晶态三价铁氧化物. 实验测定Fe(Ⅲ)-EDTA还原对乙酸盐氧化的比例为7.76±0.35,而且该过程中没有伴随细菌的生长. SF3可利用氢气,丙酮酸盐或乳酸盐作为电子供体还原六价铬和三价钴, 但这一过程不能利用乙酸盐作为电子供体. 据我们所知,这是首次发现一种SRB(硫酸盐还原菌)可利用乙酸盐还原可溶性三价铁,但无法利用其还原不可溶三价铁以及六价铬和三价钴,该发现说明SF3在金属还原过程中利用了较复杂的电子传递系统.     

不同电子供体对Desulfovibrio dechloracetivoranss trainSF3金属还原的影响

还原脱氯,脱硫细菌Desulfovibrio dechloracetivorans strainSF3可异化还原三价铁,六价铬和三价钴．乙酸盐,乙醇,氢气,丙酮酸盐,乳酸盐和柠檬酸盐可作为还原可溶性三价铁的电子供体,而只有丙酮酸盐和氢气做电子供体时SF3才能还原不可溶的非晶态三价铁氧化物．实验测定Fe（Ⅲ）-EDTA还原对乙酸盐氧化的比例为7．76±0．35,而且该过程中没有伴随细菌的生长．SF3可利用氢气,丙酮酸盐或乳酸盐作为电子供体还原六价铬和三价钴,但这一过程不能利用乙酸盐作为电子供体．据我们所知,这是首次发现一种SRB（硫酸盐还原茵）可利用乙酸盐还原可溶性三价铁,但无法利用其还原不可溶三价铁以及六价铬和三价钴,该发现说明SF3在金属还原过程中利用了较复杂的电子传递系统．     

水铁矿对水稻土Feammox过程的影响及微生物群落分析

文章通过厌氧培养和乙炔抑制技术对水稻土进行模拟培养,证明水稻土中存在厌氧氨氧化耦合Fe(Ⅲ)还原,即铁氨氧化(Feammox)过程,并研究外加不同浓度水铁矿对Feammox过程产N₂速率及途径的影响。结果表明：水稻土中Feammox过程产N₂速率(以N计,下同)为(0.85±0.14) mg/(kg·d),在添加10、50 mmol/L水铁矿后,其产N₂速率分别为(0.86±0.15) mg/(kg·d)、(1.09±0.20) mg/(kg·d);水铁矿的加入能够促进氨氮直接通过Feammox过程氧化为N₂,随着水铁矿浓度从10 mmol/L增加到50 mmol/L,Feammox过程直接产N₂途径占总产N₂的比例从49.41%增加到62.82%;Fe(Ⅲ)的还原速率与N₂的产率具有很强的相关性(R²=0.901,p<0.01)。微生物群落分析结果表明,uncultured Acidimicrobiace...     

三峡库区土壤铁异化还原及其对铁形态影响

采用三峡库区紫色土和黄壤在N2覆盖下进行淹水恒温(25℃)厌氧培养,对土壤淹水铁异化还原及其对铁形态转变的影响进行研究。实验结果表明,土壤淹水厌氧培养过程,pH向中性转变,体系从氧化环境转入还原环境,黄壤氧化还原转换趋势更为明显。黄壤Fe(Ⅱ)增加趋势明显,Fe(Ⅱ)含量达到3 495.21mg/kg,紫色土为536.44mg/kg,而无菌对照土壤Fe(Ⅱ)含量无增加趋势,证实铁的异化还原过程是受微生物活动驱动。土壤铁从Res-Fe向Oxide-Fe活化,同时土壤Fe(Ⅱ)的含量与Oxide-Fe含量呈显著正相关,说明铁形态的改变是受铁的异化还原作用所导致的。     

韩国丛毛单胞菌CY01的铁还原和腐殖质还原

从广东四会原始森林土壤中分离到一株能高效还原Fe(Ⅲ)和腐殖质(HS)的兼性厌氧菌,编号为CY01.该菌株被鉴定为Comamonas koreensis.厌氧条件下,能氧化的电子供体有:丙三醇、葡萄糖、蔗糖;能还原的Fe(Ⅲ)有柠檬酸铁、氢氧化铁、水铁矿、针铁矿,还可以还原HS的类似物AQDS(2,6-双磺酸蒽醌).在这些厌氧氧化还原过程中,Fe(Ⅲ)和AQDS是CY01的电子受体.结合菌株CY01的形态学、生理生化和分子生物学特性,将菌株鉴定为Comamonas koreensis.     

一株嗜热产孢子脱硫肠状菌的系统发育分析

从油田注水联合处理站里分离得到的一株嗜热、耐酸、异养型硫酸盐还原菌,编号为CW-01．该菌株兼性厌氧、革兰氏阳性、有极生鞭毛、直或弯曲的短杆状,能产孢子．主要生理生化特性包括：生长pH范围为2．8～11,最佳生长pH为5～6．5,最佳生长盐度为1．3％,最佳生长温度37℃,在15～50℃下培养基中均能使测试瓶有黑色沉淀物产生．如果以硫酸盐为电子受体,则可以在乙酸盐、丙酸盐、乳酸盐、丙酮酸盐、丁酸盐、琥珀酸盐、苹果酸盐、延胡索酸盐、戊酸盐、己酸盐、庚酸盐、辛酸盐、癸酸盐、十三烷基酸盐、十五烷基酸盐、棕榈酸盐、十七烷基酸盐、酵母粉和乙醇等电子供体中生长,也能够利用葡萄糖、果糖作为唯一碳源生长．在乳酸盐为电子供体时,能够在硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等电子受体中生长．从腐蚀防治的角度对该菌株的腐蚀速率、耐1227性质以及生长曲线也进行了测定．通过16s rDNA测序(GenBank上的AC号为：AY742958)以及系列比对分析：该菌属于细菌界(Bactetia)、厚壁菌门(Firmicutes)、梭菌纲(Clostridia)、梭菌目(Clostridiales)、蛋白胨链球菌科(Peptococcaceae)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum),与该属中的种Desulfotomaculum putei相似性达到98％．     

中国东部水稻土壤丁酸互营降解微生物的地理分布格局

沿纬度梯度收集中国东部34个水稻土壤样品,在实验室条件下,以丁酸钠为底物,进行二次厌氧富集实验.运用微生物高通量测序技术,分析样地水稻土壤中丁酸互营降解过程的微生物群落特征、功能活性及互营单胞菌相对丰度地理分布格局.结果表明,丁酸降解产甲烷的延滞期(3～14天)随着样地纬度的升高而加长,但最大产甲烷速率没有显著的差异....     

铁还原菌RBFL分离鉴定及其去除高岭土中Fe_2O_3

以高岭土为选择性培养基,从高岭土矿样品中分离到一株铁还原菌RBFL.经形态特征观察、生理生化特征和16S r DNA序列分析,鉴定其为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus).考察了以葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉为碳源对RBFL菌还原高岭土中Fe2O3(Fe3+)的影响,结果表明葡萄糖作为碳源,高岭土除铁效果最好,在葡萄糖质量分数为1%、矿浆质量分数为10%、铁还原菌液质量分数为5%、温度为30℃条件下厌氧培养7 d,高岭土中Fe3+去除率为44.94%,Fe2O3含量由0.89%降低至0.49%,自然白度由61.3提高至67.5,1 280℃烧成白度由84.9提高至90.1.     

土壤中锑的形态转化及其影响因素

锑(Sb)的形态影响其在土壤中的迁移性、生物有效性和毒性，因此了解土壤中的Sb形态及其影响机制至关重要.本文旨在总结土壤中Sb的存在形态，阐述非生物和生物因素对土壤中Sb形态转化的影响机制.在好氧条件下，Sb(Ⅴ)是Sb污染土壤中主要的存在形态，在厌氧土壤中，存在大量的Sb(Ⅲ)，然而许多研究表明，Sb(Ⅴ)也是厌氧土壤中Sb的主要形态.土壤中的许多因素都会影响Sb的形态.土壤的Eh和pH可以通过影响微生物的群落结构以及铁锰氧化物和腐殖酸等物质对Sb(Ⅲ)的氧化速率来影响Sb的形态.铁锰氧化物、NO₃^-和硫化物对土壤中Sb的形态转化发挥着重要作用，通过介导Sb(Ⅲ)的光催化氧化，非生物电子转移以及产生·OH，·O₂^-和Fe(Ⅳ)等途径氧化Sb(Ⅲ)；一些含Fe(Ⅱ)的矿物和硫化物是Sb还原剂，将Sb(Ⅴ)还原为Sb(Ⅲ).微生物也是影响土壤中Sb形态的重要因素之一. Sb污染土壤中的Sb氧化菌可通过酶促氧化机制和非酶促氧化机制，将Sb(Ⅲ)氧化为Sb(Ⅴ). Sb还原菌中的Sb还原基因如ars C,...     

碳源种类对生活污水磷酸盐生物还原系统磷形态转化的影响

研究考察了碳源种类葡萄糖、甲醇、乙酸钠、淀粉对磷酸盐生物还原系统除磷效能及磷形态转化的影响.试验结果表明,碳源种类对磷酸盐生物还原系统除磷效能有影响,以葡萄糖为碳源,系统每天外源磷的去除量42.05 mg,明显高于其他3种碳源;以葡萄糖为碳源时,系统污泥中无机磷(Inorg-P)主体成分铁铝结合态磷(NaOH-P)和可还原水溶性磷(BD-P)的转化量较高,为每克干污泥1.67 mg,后续惰性磷(NaOH85-P)转化量较高,整个磷转化过程向着磷酸盐还原茵可利用活性磷发展;以淀粉为碳源时,系统污泥中有机磷(Org-P)转化量最低为每克干污泥2.86 mg,成为整个磷转化过程的限制性步骤;以甲醇和乙酸钠为碳源时,系统污泥中NaOH85-P转化量较低,BD-P难以转化,成为整个磷转化过程的限制性步骤.     

异化金属还原菌还原赤铁矿研究

以实验室自制氢氧化铁为电子受体,醋酸钠为电子供体,从厌氧活性污泥中分离得到异化金属还原菌.将赤铁矿代替氢氧化铁作为电子受体对微生物进行驯化.通过单因素实验考察好氧、厌氧条件及pH、温度对反应过程的影响,并对反应机理进行研究.研究结果表明:赤铁矿颗粒逐渐由红色变深至棕黑色并具有磁性,分析表明异化金属还原菌可将赤铁矿中的Fe(Ⅲ)还原成Fe(Ⅱ),但反应不完全.反应生成的棕黑色颗粒物质主要成分为Fe3O4与Fe2O3的混合物;厌氧条件优于好氧条件,在温度为30℃,振荡速度为160 r/min,接种量为10％,pH为5.0,赤铁矿加入量为1.0 g/L的条件下,20 d后,Fe(Ⅱ)的浓度可达1.87 mmol/L,赤铁矿中的部分Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),在矿物颗粒表面沉积并与其结合反应生成磁铁矿(Fe3O4),增强了原矿的磁性.     

铁氨氧化在环境系统中的研究进展及其应用性探究

近年来,厌氧氨氧化耦合Fe(III)还原过程(Feammox)作为一种新型的脱氮技术,在环境系统中被广泛发现和研究。Feammox从热力学角度分析在不同环境中(高地土壤、水稻土、河岸沉积物、湿地沉积物)的代谢产物不同(N₂、NO_2^-、NO_3^-)。环境因素影响着Feammox脱氮效果,本文从铁电极、pH、溶解氧(DO)、温度、Fe(III)浓度等方面探讨Feammox的过程控制。对于Feammox过程中的作用微生物还缺乏统一定论,其中尤以铁还原菌、Acidimicrobiaceae bacterium A6、厌氧氨氧化菌属为主要代表。本文就Feammox反应机理、影响因素、微生物多样性及工程适用性分析角度来归纳总结近年来的研究进展及应用型探究,并对未来发展和应用进行展望。     

纳米氧化锌颗粒对滨海湿地微生物群落的影响

利用滨海湿地模拟系统研究纳米氧化锌颗粒(ZnO NPs)对滨海湿地周期淹水区和长期淹水区微生物群落组成和多样性的影响，采用16S rRNA扩增子测序查明发生显著性变化的微生物。结果表明：ZnO NPs暴露下微生物群落的相对丰度和多样性均受到不同程度的影响；ZnO NPs质量浓度的大小是驱动滨海湿地环境中微生物群落相对丰度、β多样性变化的重要原因。随着ZnO NPs质量浓度的增大，ZnO NPs团聚后增大的纳米材料颗粒粒径减弱了对微生物群落的影响；β多样性在ZnO NPs质量浓度为80 mg/L时最低；周期淹水区的微生物群落受到的影响比长期淹水区微生物群落受到的影响小，不同淹水条件导致出现不同分类水平的显著差异细菌；周期淹水区和长期淹水区不同的环境条件(如溶解氧、有机质)导致微生物群落丰度、多样性受ZnO NPs的影响表现不同。     

若尔盖高寒草地微地形的土壤微生物群落多样性特征

结合坡面微地形变化,从土壤微生物群落多样性角度研究典型缓丘区不同坡位上土壤微生物群落特征,了解微地形生境下土壤微生物群落变化趋势. 研究结果表明,土壤微生物群落培养的平均颜色变化率（AWCD）增长曲线呈现中坡位>坡顶＞下坡位＞上坡位>坡底的规律,中坡位土壤微生物群落代谢活性最高,坡底土壤微生物群落对基质的利用能力最低;在土壤微生物多样性指数比较中发现,除McIntosh均一度指数变化不显著外,其余土壤微生物多样性指数在不同坡位上存在显著差异. 其中,中坡位的Shannon丰富度指数及Simpson优势度指数最大,显著高于坡底指数值（P<0.05）;对土壤微生物群落碳源利用特征分析,氨基酸类利用率变化明显大于其他碳源,而胺类及酚酸类的利用程度较低,表明氨基酸类是土壤微生物利用的主要碳源;通过主成分分析发现,不同坡位的土壤微生物群落对碳源利用具有选择性,糖类、 氨基酸类、 聚合物类及酚酸类是对土壤微生物群落功能多样性差异贡献较大的碳源.     

硫酸盐还原菌的脱硫性能和铁还原性能

研究了硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)Desulfovibrio sp.CMX在不同pH值、碳源、初始硫酸根(SO42-)浓度条件下的脱硫能力,并研究了D.sp.CMX在不存在SO42-的情况下的Fe(Ⅲ)EDTA(EDTA:乙二胺四乙酸)还原能力.结果表明,在pH=7,碳源为乳酸钠时,D.sp.CMX的脱硫效果最好.SO42-的初始浓度越大,60 h时的SO42-去除率越低.在不存在SO42-的情况下,D.sp.CMX可以直接将Fe(Ⅲ)EDTA生物还原成Fe(Ⅱ)EDTA,在Fe(Ⅲ)EDTA的浓度达到25 mmol/L时,菌株的铁还原率仍可达到62.51％.但是,随着Fe(Ⅲ)EDTA浓度的升高,D.sp.CMX的生长量下降.通过此阶段的研究,为进一步进行化学吸收结合生物还原同步脱硫脱硝实验研究提供了理论依据.     

有机碳源对单级自养脱氮系统脱氮性能及微生物群落结构的影响

以不同基质的2个反应器为研究对象,考察了有机碳源对单级自养脱氮系统脱氮性能及微生物群落结构的影响,结果表明:在一定的碳氮比范围内,通过控制DO,可以实现创造适合亚硝化茵和厌氧氨氧化菌代谢的好氧和厌氧并存的微环境,提高系统的脱氮效果;2个反应器均存在多种脱氮途径,以不合有机碳源为基质时,系统主要通过亚硝化-ANAMMOX途径去除氨氮,而有机碳源的加入,使得系统自养脱氮途径去除的氨氮比例下降,传统硝化反硝化途径得到强化;DGGE图谱统计结果表明,有机碳源的加入,使得系统微生物群落结构更加丰富,其中生物膜表现得尤为明显,也表明生物膜结构更有利于形成一个厌氧与好氧共存的微环境,在一个反应器内实现全部脱氮过程.     

大型厌氧填埋场中铁的分布特征及迁移行为研究

以北京南郊某大型厌氧填埋场为例, 对不同填埋龄垃圾中的铁含量、价态转换及形态分布进行研究。结果表明, 该厌氧填埋场填埋龄为3~10年的垃圾中Fe含量变化范围为18532.8~26897.2 mg/kg。由于微生物的异化铁还原作用, Fe(III)不断被还原为Fe(II), Fe(II)/ Fe(III)从0.51上升到1.01。形态分析结果表明: Fe在不同填埋龄垃圾中的形态分布规律基本一致, 残渣态含量最高, 可氧化态和可还原态次之, 酸可溶解态含量最低, 可还原态受环境因素影响极大, 硫化物对Fe形态分布影响最显著。     

缺/厌氧段不同碳源投加比对倒置A~2/O工艺脱氮除磷性能的影响

采用缺/厌氧段不同碳源投加比的倒置A2/O工艺处理低C/N城市生活污水,重点研究缺/厌氧段不同碳源投加比对工艺脱氮除磷的影响,并探讨其机理.缺/厌氧段碳源投加比为100%∶0%(工况Ⅰ)、70%∶30%(工况Ⅱ)、50%∶50%(工况Ⅲ).结果表明:静态实验,碳源投加比对3个工况反硝化过程影响较大,对硝化过程影响较小,TP浓度在厌氧段变化明显,且与细胞内物质PHB、聚磷和糖原的代谢变化呈现良好的相关性;倒置A2/O小试试验,不投加碳源及3个工况条件下好氧段的MLVSS/MLSS分别为0.71、0.70、0.66和0.68,对COD和NH+4-N的去除效果影响较小,TN去除率分别为67.5%、83.8%、81.4%和74.1%,TP去除率分别为55.8%、66.4%、85.6%和73.4%;活性污泥中微生物群落变化与工况条件改变有关,COD物质流分析表明不同工况在碳源利用上没有明显差异.小试试验验证了静态实验,工况ⅡMLVSS/MLSS最低,TN和TP去除效果较好.合理分配倒置A2/O工艺中缺/厌氧段碳源投加量,是提高脱氮除磷效果的较理想方法之一,试验结果可为污水处理厂的升级改造和新建污水处理厂有关分段进水设计工艺提供依据.