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雨洪水回灌不同渗流状态下微生物迁移沉积特征
1
作者 武宇辉 杨悦锁 +3 位作者 路莹 闫子晗 王茜丹 石敏 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期487-499,共13页
针对雨洪水人工回灌特有的水动力和水环境条件,通过系列一维渗流模拟试验,系统分析不同饱和度、酸碱环境、离子强度和回灌速度等渗流状态下堵塞模式微生物在多孔介质内的迁移沉积特征,进而明确不同渗流状态下多孔介质内部微生物堵塞发... 针对雨洪水人工回灌特有的水动力和水环境条件,通过系列一维渗流模拟试验,系统分析不同饱和度、酸碱环境、离子强度和回灌速度等渗流状态下堵塞模式微生物在多孔介质内的迁移沉积特征,进而明确不同渗流状态下多孔介质内部微生物堵塞发展状况,同时通过DLVO理论计算揭示不同酸碱环境和离子强度下微生物运移过程中主控作用力.结果显示,当介质饱和度降低、介质内pH值下降、回灌水离子强度增加或回灌流速降低时,堵塞微生物迁移均会变慢,在介质上的沉积增加且层间沉积非均匀程度降低,导致介质内部更易形成生物堵塞.饱和度介于60%~80%、pH值介于7.5~8.5或离子强度介于1~5mmol/L范围内时,分别改变饱和度、pH值或者离子强度,对微生物迁移的影响较弱.渗流速度在0.5~1mL/min范围内,非饱和条件会削弱流速变化对菌体迁移沉积的影响.不同酸碱环境和离子强度下,饱和与非饱和介质中微生物运移主控作用力分别为静电作用力和毛细管作用力. 展开更多
关键词 堵塞微生物 迁移沉积 渗流状态 雨洪水回灌 生物堵塞
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一株木质素降解真菌菌株的筛选、鉴定及培养基组分优化
2
作者 章林 王晓娜 +3 位作者 周勇 杨光 贾晓丽 孙思琦 《吉林林业科技》 2025年第1期1-8,共8页
为探索木质素降解真菌对森林地被可燃物的降解效果,以阔叶红松林、山杨-白桦混交林、落叶松-白桦混交林、红皮云杉林地被可燃物为降解菌种来源与降解试验样品,对经降解后的可燃物质量损失率与木质素降解率进行了分析。筛选出1株对地被... 为探索木质素降解真菌对森林地被可燃物的降解效果,以阔叶红松林、山杨-白桦混交林、落叶松-白桦混交林、红皮云杉林地被可燃物为降解菌种来源与降解试验样品,对经降解后的可燃物质量损失率与木质素降解率进行了分析。筛选出1株对地被可燃物中木质素有较好降解能力的菌株,经鉴定为Phlebiopsis pilatii。该菌株最先表现出较强的木质素降解能力,其处理后10 d山杨-白桦混交林和红皮云杉林地被可燃物中木质素降解率分别为19.69%和16.01%,其处理后60 d落叶松-白桦混交林、红皮云杉林地被可燃物质量损失率为23.00%和22.00%。蔗糖、大豆粉和氯化钙分别为该菌株的最适产酶碳源、氮源和无机盐,确定优化后的发酵培养基配方,蔗糖为10.0 g·L^(-1),大豆粉为20.0 g·L^(-1),氯化钙为3.0 g·L^(-1),吐温-80为0.5 g·L^(-1)。 展开更多
关键词 木质素降解真菌 菌株筛选 森林地被可燃物 培养基优化
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释硅真菌Aspergillus niger CA-5的分离鉴定及抗逆促生特性
3
作者 习彦花 林勇 +4 位作者 李俊磊 吕亚天 孙立博 魏帅强 程辉彩 《环境保护科学》 2025年第1期131-138,共8页
文章采用选择性培养基从河北典型铁尾矿区土壤中挖掘优良菌株资源,通过对溶硅能力的定性筛选和定量测定获得一株高效的释硅真菌CA-5,经培养性状、形态特征及ITS分子生物学鉴定为黑曲霉Aspergillus niger,同时对其生态适应性及相关促生... 文章采用选择性培养基从河北典型铁尾矿区土壤中挖掘优良菌株资源,通过对溶硅能力的定性筛选和定量测定获得一株高效的释硅真菌CA-5,经培养性状、形态特征及ITS分子生物学鉴定为黑曲霉Aspergillus niger,同时对其生态适应性及相关促生能力进行了测定,并通过室内盆栽验证该菌对小白菜幼苗的促生效果。结果表明:该株高效释硅真菌CA-5对富硅铁尾矿的释硅量可达30.03 mg/L;对盐、酸碱、干旱等逆境具有较好的生态适应性,同时具有溶磷解钾、分泌吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)及铁载体等促生能力。结果表明,接种适宜浓度的CA-5显著促进了植物幼苗株高、鲜质量和干质量的增加,显著提高小白菜叶片叶绿素相对含量(Soil and Plant Analyzer Development,SPAD),明显改善植株的倾倒现象。该株高效释硅黑曲霉CA-5具有作为释硅微生物菌剂的开发潜力,可为开发新型生物硅肥、助力尾矿绿色生态修复提供新的途径。 展开更多
关键词 释硅真菌 筛选鉴定 黑曲霉 抗逆性 促生
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鸭绿江入海口湿地土壤细菌群落结构和组装机制
4
作者 宋宇 高明 +3 位作者 曲贵伟 张春鹏 李晓玲 李富祥 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第2期214-222,共9页
为了探究鸭绿江入海口湿地中土壤细菌的群落多样性、结构及其组装机制,利用高通量测序技术对滩涂盐土、碱蓬草盐土、沼泽土、水稻土、草甸土和棕壤等6种典型土壤的细菌群落进行16S rRNA基因扩增子测序,并基于系统发育二进制的零模型分析... 为了探究鸭绿江入海口湿地中土壤细菌的群落多样性、结构及其组装机制,利用高通量测序技术对滩涂盐土、碱蓬草盐土、沼泽土、水稻土、草甸土和棕壤等6种典型土壤的细菌群落进行16S rRNA基因扩增子测序,并基于系统发育二进制的零模型分析(model analysis)解析细菌群落组装机制。结果表明,变形菌门(Proteobacteria)平均相对丰度最高(38.5%),其次为酸杆菌门(Acidobacteria,18.2%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,9.7%)。6种土壤类型细菌群落的α多样性和β多样性整体差异显著(P<0.05)。主要菌门和菌属与环境因子的冗余分析(RDA)结果表明,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、电导率(EC)、全硫(TS)和pH是主要影响因子。基于零模型的群落组装分析表明,鸭绿江口湿地土壤细菌群落组装以随机性为主导,其中扩散限制贡献最大,在群落组装中占40.52%。研究结果可为鸭绿江口湿地生态管理提供参考。 展开更多
关键词 湿地 细菌多样性 群落结构 组装机制 鸭绿江口
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不同类型基质对附着细菌定殖演替和群落结构的影响
5
作者 黄颖婷 范薇 +8 位作者 赵恒 朱利明 刘一休 郑志伟 史方 邹曦 王开诚 朱稳 何姗 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第1期122-132,共11页
探讨不同类型基质对附着细菌定殖演替规律和群落结构特征的影响,为利用周丛生物技术开展水生态修复提供参考。通过原位实验,探究5种基质表面附着细菌的定殖演替规律和群落结构特征。结果表明:变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actino... 探讨不同类型基质对附着细菌定殖演替规律和群落结构特征的影响,为利用周丛生物技术开展水生态修复提供参考。通过原位实验,探究5种基质表面附着细菌的定殖演替规律和群落结构特征。结果表明:变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝细菌门(Cyano-bacteria)是各基质表面附着细菌的主要组成类群,变形菌门在各基质表面都是最先定殖,蓝细菌门和拟杆菌门一般在8 d后才会逐渐成为优势类群,厚壁菌门一般在16 d后才成为优势类群;PCoA结果显示,实验前中期(4~16 d)各基质表面附着细菌群落结构差异显著,实验结束时(第20天)各基质表面附着细菌群落结构趋同,虽有差异但不显著,基质材料物化特性对附着细菌群落结构影响主要在细菌早期发育或定殖阶段;网络结构分析和FA-PROTAX功能预测结果表明,有机质类基质(竹子和木头)表面附着细菌群落共发生网络的复杂性、稳定性、传输性能和效率更高,网络节点间的关系更加密切;其细菌群落功能中的化能异养型和好氧化能异养型功能占比最高,消化分解水中有机物的能力更强。后期开展水生态修复时,应考虑多种类型基质相结合的模式。 展开更多
关键词 附着细菌 附着基质 定殖演替 共发生网络 群落结构
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铜绿假单胞菌螯铁蛋白催化降解石油烃的机理
6
作者 黄芷若 郭镝妮 +4 位作者 赵涛 聂红云 聂麦茜 王磊 赵碧洁 《中国环境科学》 北大核心 2025年第4期2298-2304,共7页
探讨了铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa NY3分泌的螯铁蛋白(Pyochelin,PCH)与铁形成复合物(Ferripyochelin,FerriPCH)催化降解石油烃的作用机理.结果表明,菌株NY3分泌的2种PCH为手性对映体.当纯化后的PCH与Fe^(3+)鳌合时,可降解石... 探讨了铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa NY3分泌的螯铁蛋白(Pyochelin,PCH)与铁形成复合物(Ferripyochelin,FerriPCH)催化降解石油烃的作用机理.结果表明,菌株NY3分泌的2种PCH为手性对映体.当纯化后的PCH与Fe^(3+)鳌合时,可降解石油烃中的烷烃和多环芳烃等污染物.当PCH与Fe^(3+)的比例为2:1~1:1时,对十六烷,蒽和菲有一定的降解效果,且生物利用度低的芳香烃降解效率显著高于烷烃.研究发现,Fe^(3+)与PCH鳌合会产生·OH和·O2-自由基,这些具有强氧化性能的自由基可将石油烃逐步降解为二氧化碳和水. 展开更多
关键词 螯铁蛋白 FerriPCH 催化降解 石油烃 自由基
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长期运行厌氧氨氧化系统沿程不同形态污泥微生物群落结构及功能解析
7
作者 闫冰 聂含冰 +4 位作者 付嘉琦 韩佩 易其臻 桂双林 夏嵩 《中国环境科学》 北大核心 2025年第2期1052-1062,共11页
为深入理解厌氧氨氧化系统沿程微生物群落特征,考察了长期运行的升流式厌氧污泥床(UASB)厌氧氨氧化系统沿程方向上不同形态污泥微生物群落多样性、结构、物种网络及功能特征.结果表明,厌氧氨氧化系统沿程方向上不同形态污泥An AOB基因... 为深入理解厌氧氨氧化系统沿程微生物群落特征,考察了长期运行的升流式厌氧污泥床(UASB)厌氧氨氧化系统沿程方向上不同形态污泥微生物群落多样性、结构、物种网络及功能特征.结果表明,厌氧氨氧化系统沿程方向上不同形态污泥An AOB基因丰度存在显著差异(P<0.05),底部颗粒污泥(KL)中An AOB基因丰度为2.12×1010copies/gVSS,显著高于系统沿程其它形态污泥(P<0.05);沿程方向上不同形态污泥微生物多样性存在显著差异(P<0.05),但未呈现出明显的变化规律.不同形态污泥优势菌门(相对丰度>1%)为绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetota)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和放线菌门(Actinobacteriota),相对丰度排名前10的菌属为norank_f__norank_o__SBR1031、Candidatus_Kuenenia、norank_f__Anaerolineaceae、Nitrosomonas、Limnobacter、norank_f__PHOS-HE36、Denitratisoma、Denitratisoma和OLB13norank_f__A4b,相对丰度在不同样品间存在显著差异(P<0.05);沿程方向不同形态污泥微生物群落结构间存在显著差异(P=0.001).网络分析发现,不同形态污泥微生物网络结构和拓扑性质存在差异,其中沉淀池内絮状泥(CD)、出水管内生物膜(XK)的平均度和中心紧密度高于沿程其他样品,微生物群落间具有更紧密的关联性.PICRUSt2分析发现,与代谢相关的通路功能基因丰度明显大于其他功能基因丰度,并且沿程不同形态污泥间代谢功能基因丰度存在显著差异(P<0.05),氮素代谢功能基因hao相对丰度远高于norB,同时narG基因丰度是nirS丰度的20.8~733.9倍,系统内部分亚硝化和部分反硝化功能活跃.厌氧氨氧化系统沿程方向上不同形态污泥微生物群落存在明显的异质性特征,但未呈现出明显的规律性. 展开更多
关键词 厌氧氨氧化 污泥形态 微生物群落 共生网络 PICRUSt2软件
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明显陵墓区古建筑外墙生物结皮特征及影响因素
8
作者 曾昱扬 陈超琪 +3 位作者 肖玲 李研 廖克俊 陈兰洲 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期347-355,共9页
古建筑外墙表面生长的生物结皮可能导致墙面表层材料的生物退化,进而破坏其结构,但目前这方面的研究较少。选取明显陵建筑外墙表面的生物结皮,研究其微生物群落和理化性质变化对周围环境因素的响应。结果表明:生物退化墙面材料具有内部... 古建筑外墙表面生长的生物结皮可能导致墙面表层材料的生物退化,进而破坏其结构,但目前这方面的研究较少。选取明显陵建筑外墙表面的生物结皮,研究其微生物群落和理化性质变化对周围环境因素的响应。结果表明:生物退化墙面材料具有内部多孔性和渗透性,积累了一定含量的石膏和一水草酸钙等建筑材料的典型退化产物;墙体材料嵌着生长含蓝藻、苔藓、细菌和真菌的生物结皮;建筑外墙表面的生物结皮的生长,改变了外墙表面材料的结构,促进了建筑表面的生物退化。该研究可为明显陵墓区古建筑的保护提供参考。 展开更多
关键词 古建筑 生物结皮 生物退化 环境因子 显陵墓区
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转运蛋白在细菌吸附、解毒重金属中的功能预测与分析
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作者 孙尚琛 王永刚 +2 位作者 何碧红 陈臻 罗文 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第4期48-53,I0003,共7页
为研究转运蛋白在细菌吸附、解毒重金属中的作用,以一株从重金属污染土壤中分离出的细菌为研究对象,分别检测了菌株细胞组分对40~160 mg/L的Cu^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)和Cr(Ⅵ)的吸附能力,并分析了菌株基因组中与重金属吸附、解毒相关... 为研究转运蛋白在细菌吸附、解毒重金属中的作用,以一株从重金属污染土壤中分离出的细菌为研究对象,分别检测了菌株细胞组分对40~160 mg/L的Cu^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)和Cr(Ⅵ)的吸附能力,并分析了菌株基因组中与重金属吸附、解毒相关的转运蛋白。结果表明,菌株对120 mg/L的Cd^(2+)的吸附能力最强,吸附率为93.4%。对4种重金属的吸附方式主要是表面吸附,其次对Cu^(2+)和Zn^(2+)为胞外沉淀,对Cd^(2+)和Cr(Ⅵ)为胞内积累。在菌株基因组中,ABC转运蛋白家族的蛋白质参与重金属的转运和吸附,包括磷酸盐转运家族PstSPstBCA、MlaF和MlaE等。NRAMP家族中的MntH蛋白、ZIP家族中的ZupT蛋白因结构中存在大量金属离子结合位点,可为菌株对重金属的转运和胞内积累提供载体。外排系统中的2个CDF家族蛋白、10个RND蛋白和5个P-ATPase蛋白因其特殊结构域通过对金属离子的外排实现菌株对重金属的解毒。 展开更多
关键词 转运蛋白 细菌 重金属 吸附 解毒 功能
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PE和PLA微塑料对水体氮代谢相关功能微生物的影响
10
作者 王志超 马钰 +3 位作者 杨丽文 殷震育 白龙 李卫平 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期278-291,共14页
为探究MPs赋存对水体氮代谢功能的影响机理,从微生物角度开展室内模拟实验,探究不同浓度(0,1,5,10mg/L)和不同类型(不可生物降解微塑料聚乙烯PE-MPs、可生物降解微塑料聚乳酸PLA-MPs)MPs颗粒对水体氮浓度(TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-... 为探究MPs赋存对水体氮代谢功能的影响机理,从微生物角度开展室内模拟实验,探究不同浓度(0,1,5,10mg/L)和不同类型(不可生物降解微塑料聚乙烯PE-MPs、可生物降解微塑料聚乳酸PLA-MPs)MPs颗粒对水体氮浓度(TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和NO_(3)^(-)-N)、氮代谢相关功能微生物群落结构和氮代谢功能基因等的影响.研究发现PE-MPs和PLA-MPs可能会导致水体氮积累,与CK相比在PE的影响下水中TN浓度增加了53.77%~94.76%,在PLA的影响下水中TN浓度增加了24.04%~48.74%,且不同浓度和类型的MPs对不同形态氮存在差异性影响;通过分析水体氮代谢相关功能微生物发现,PE-MPs与固氮菌蓝细菌门之间的负相关作用更大,PLA-MPs与无机氮功能菌浮霉菌门的正相关性更大.分析水体中氮代谢功能菌属发现,PE-MPs与水体中硝化和反硝化功能菌群之间的作用影响更大,PLA-MPs与栖湖菌属呈显著正相关(P<0.05),说明PLA-MPs会通过促进栖湖菌属的生长而影响氮代谢硝化过程.筛选水体微生物的功能基因发现PE-MPs和PLA-MPs对水体固氮功能基因、异化硝酸盐还原和反硝化功能基因的影响更大,说明MPs在水体中可能会通过影响氮代谢功能基因的合成而影响水体氮代谢过程,在相同粒径不同浓度和类型MPs赋存对水体氮代谢功能的影响存在差异性. 展开更多
关键词 微塑料 水体 氮代谢 微生物 功能基因
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趋磁细菌在环境污染修复中的应用研究进展与展望
11
作者 韩军超 郑茂坤 +5 位作者 涂晨 刘颖 曹振宇 邢倩雯 申卫收 骆永明 《生态环境学报》 北大核心 2025年第1期145-155,共11页
趋磁细菌是一类能通过生物矿化在细胞内形成磁性纳米颗粒——磁小体的微生物,广泛分布于多种自然环境中。趋磁细菌利用体内的磁小体进行定向运动。磁小体主要由磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4)构成,具有独特的生物相容性和超顺磁性。趋... 趋磁细菌是一类能通过生物矿化在细胞内形成磁性纳米颗粒——磁小体的微生物,广泛分布于多种自然环境中。趋磁细菌利用体内的磁小体进行定向运动。磁小体主要由磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4)构成,具有独特的生物相容性和超顺磁性。趋磁细菌在医学、生物学、地质学和环境污染治理与修复领域都具有显著的应用潜力。该文首先介绍了趋磁细菌的分布及其特性,其次归纳了从自然界样品中富集趋磁细菌的主要方法和装置并概述趋磁细菌的培养方法,总结国内外趋磁细菌在环境污染治理与修复领域,尤其是在重金属修复领域的研究进展。现有的研究证明,趋磁细菌能有效去除废水中的金、铬、镉、铜等重金属离子,且对环境中的部分有机污染物也具有一定的去除效果。同时,该文也提出目前趋磁细菌的应用遇到的问题和挑战。趋磁细菌的高密度培养难度大、分离回收设备不完善以及应用场景局限,这些因素都限制了趋磁细菌在环境污染治理与修复领域中的应用。最后展望了趋磁细菌在环境修复领域的应用研究应聚焦于优化培养条件以实现大量培养,并研发基于趋磁细菌的修复功能菌剂与技术,为环境中各种污染物尤其是重金属的减量修复提供新方案。 展开更多
关键词 趋磁细菌 磁小体 环境污染修复 重金属 磁性回收
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太湖周边地下水中高硝酸盐负荷促进反硝化功能菌群富集
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作者 王卓群 陈扣平 +2 位作者 吴吉春 王保战 柳旭 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期477-486,共10页
反硝化功能菌群在降解硝态氮污染中发挥着重要作用,目前对其内部种间关系与硝酸盐负荷的联系仍了解有限.太湖周边地区地下水资源是重要的储备水源,但部分区域的地下水硝酸盐负荷超出了范围.本文以太湖周边地区14个不同硝酸盐浓度的地下... 反硝化功能菌群在降解硝态氮污染中发挥着重要作用,目前对其内部种间关系与硝酸盐负荷的联系仍了解有限.太湖周边地区地下水资源是重要的储备水源,但部分区域的地下水硝酸盐负荷超出了范围.本文以太湖周边地区14个不同硝酸盐浓度的地下水样品作为研究对象,运用微生物测序技术探究了地下水细菌群落多样性并识别出反硝化功能菌群,通过共现网络分析探究了反硝化功能菌群内部种间关系对硝酸盐负荷的响应.结果表明:高硝态氮组与低硝态氮组间细菌群落组成存在显著差异;细菌群落α多样性、β多样性受到硝酸盐负荷的显著影响;高硝态氮组地下水反硝化功能菌群内部种间关系较低硝态氮组更为密切.本研究表明地下水硝酸盐负荷对反硝化功能菌群内部种间关系具有显著影响,为太湖周边地区地下水反硝化功能菌群与硝态氮的互作机制研究提供了新的见解. 展开更多
关键词 太湖 地下水 微生物多样性 硝态氮 共现网络
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一株耐高氨氮异养硝化-好氧反硝化菌的筛选及降解动力学分析
13
作者 汪诺 刀禹 +2 位作者 覃星雨 孙德智 刘新颖 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期500-507,共8页
从处理含高碳、氮浓度废水的反应器中筛选出一株耐高氨氮的异养硝化-好氧反硝化菌WN1,通过菌落形态以及16S rDNA分析鉴定为谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum.对该菌在初始氨氮浓度分别为500,1000,1500,2000,2500,3000mg/L的生长... 从处理含高碳、氮浓度废水的反应器中筛选出一株耐高氨氮的异养硝化-好氧反硝化菌WN1,通过菌落形态以及16S rDNA分析鉴定为谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum.对该菌在初始氨氮浓度分别为500,1000,1500,2000,2500,3000mg/L的生长及代谢特性进行研究.结果表明,菌株WN1在氨氮浓度高达3000mg/L,对应游离氨浓度为590.2mg/L时仍能较好生长(48h,OD_(600)=3.264).随着初始氨氮浓度由500提升至3000mg/L,菌株WN1的最大氨氮转化速率R_(m)由15.93增加至43.29mg/(L·h).同时,反应过程中氨氮和COD的平均转化速率分别为7.06~9.36mg/(L·h)和95.63~199.13mg/(L·h).进一步,采用Haldane模型拟合不同初始氨氮浓度下菌株的生长及基质降解特性(R^(2)=0.99),菌株WN1的最大比生长速率、最大氨氮比降解速率和最大COD比降解速率分别为0.36h^(-1)、6.45gN/(gDCW·d),122.85gCOD/(gDCW·d).菌株WN1的氨氮抑制常数Ki为3749.49mg/L,比其它自养或异养的氨氧化菌对高浓度氨氮具有更强的抗抑制能力,结果表明,菌株WN1在处理高浓度含氮有机废水中具有很好的应用前景. 展开更多
关键词 异养硝化-好氧反硝化 动力学 高氨氮 游离氨 比降解速率
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趋磁细菌Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1对镉的生物吸附初步研究
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作者 曹振宇 涂晨 +3 位作者 刘颖 韩军超 邢倩雯 骆永明 《生态环境学报》 北大核心 2025年第1期99-107,共9页
趋磁细菌由于其独有的趋磁运动能力,展现出成为新型可回收生物吸附材料的潜力。但有关趋磁细菌对Cd(Ⅱ)的吸附去除应用研究仍非常有限,趋磁细菌对Cd(Ⅱ)的吸附特征与机理尚不明确。选用趋磁细菌模式菌株Magnetospirillum gryphiswaldens... 趋磁细菌由于其独有的趋磁运动能力,展现出成为新型可回收生物吸附材料的潜力。但有关趋磁细菌对Cd(Ⅱ)的吸附去除应用研究仍非常有限,趋磁细菌对Cd(Ⅱ)的吸附特征与机理尚不明确。选用趋磁细菌模式菌株Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1,采用扫描电子显微镜(SEM)对MSR-1吸附Cd(Ⅱ)前后的形态进行了表征;通过批吸附实验研究了不同溶液pH值、Cd(Ⅱ)初始浓度、细菌生物量和温度等反应条件对MSR-1吸附Cd(Ⅱ)的影响;利用动力学模型、等温吸附模型模拟了吸附过程;采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、顺序洗脱法等方法初步探究了MSR-1对Cd(Ⅱ)吸附的机理。结果表明,吸附Cd后的MSR-1菌体表面形貌改变并出现破损。MSR-1对Cd(Ⅱ)的吸附效率主要受pH、初始Cd(Ⅱ)浓度和细菌生物量等因素影响。当pH为8.0、Cd(Ⅱ)初始浓度为1mg·L^(-1)、温度为30℃、吸附时间为1h、细菌生物量(湿质量)为3.33g·L^(-1)时,MSR-1对Cd(Ⅱ)的吸附效率可达87.8%。Cd(Ⅱ)浓度在0.5-20mg·L^(-1)时,随着Cd(Ⅱ)浓度的升高,MSR-1对Cd(Ⅱ)的吸附量逐渐增大,最大吸附量达1.20 mg·g^(-1)。MSR-1对Cd(Ⅱ)的吸附过程遵循准二级动力学方程和Langmuir等温模型。羟基、酰胺I基团和羧基等基团参与了MSR-1吸附Cd(Ⅱ)的过程。MSR-1对Cd(Ⅱ)吸附机制可涉及物理吸附、离子交换、络合作用和胞内积累,其中离子交换作用为最主要的吸附机制,贡献占比为74.9%。综上,趋磁细菌MSR-1对Cd(Ⅱ)有较好的吸附去除能力,为未来作为有潜力的可回收生物吸附材料,用于Cd污染水体和土壤的生物修复提供数据支持和理论依据。 展开更多
关键词 趋磁细菌 镉 生物吸附作用 离子交换 影响因子
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环境中微塑料的微生物降解机制与生物强化
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作者 丁佳妍 刘翔宇 +2 位作者 陈旭文 汤磊 高彦征 《地学前缘》 北大核心 2025年第3期248-262,共15页
作为一类新污染物,环境中微塑料威胁生态安全和人类健康。微生物降解技术因其经济高效、环境友好的特质而备受关注。近些年来,生物膜、酶工程、基因调控等技术在微塑料微生物降解研究中取得重要进展。生物膜降解微塑料的过程通常包括改... 作为一类新污染物,环境中微塑料威胁生态安全和人类健康。微生物降解技术因其经济高效、环境友好的特质而备受关注。近些年来,生物膜、酶工程、基因调控等技术在微塑料微生物降解研究中取得重要进展。生物膜降解微塑料的过程通常包括改变表面特性、浸出添加剂、酶或自由基攻击、渗透分解等阶段。细胞外酶可裂解微塑料的大分子结构,细胞内酶则可改变底物结构并处理代谢产物,两者协同作用构建高效酶系统已成为当前研究的重点之一。基于基因工程技术,以往已培育了多种工程菌株,通过生物信息学挖掘功能基因、解析代谢途径,并结合宏基因组修饰技术,显著提升了微塑料的降解效率。本文综述了微生物降解微塑料的最新研究进展,剖析了微塑料降解功能微生物的物种多样性、降解代谢途径及其机制等。已有研究表明,细菌、真菌和微藻等多种微生物皆具备降解微塑料的能力,其中复合菌群的协同作用尤为显著。细菌主要通过分泌水解酶和氧化酶,切断大分子链或改变塑料化学结构来降解微塑料;真菌则依靠分泌细胞内、外酶及生物表面活性剂,将微塑料分解为单体,菌丝还能增强作用效果;微藻可借助光合作用,分泌毒素、酶以及胞外聚合物促进降解。微塑料的降解通常经历生物劣化、碎片化、同化及矿化四个阶段,不同微生物对聚乙烯、聚苯乙烯等各类微塑料降解效率及机制存在差异。本综述为深入探究微塑料微生物降解原理、进一步发展微生物降解微塑料的方法和技术提供了依据。 展开更多
关键词 微塑料 微生物降解 代谢途径 降解机制
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异养硝化细菌Pseudomonas stutzeri strain NP3的同步脱氮除磷特性及代谢机制
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作者 孟红艳 杨垒 +4 位作者 李玉彩 张胜静 路颢琪 梁攀 任勇翔 《中国环境科学》 北大核心 2025年第4期1901-1910,共10页
针对同步脱氮除磷工艺流程复杂、基建与运行费用高等问题,从活性污泥中分离出一株兼具同步脱氮除磷能力的异养硝化细菌NP3,经16S rRNA鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),并对其脱氮除磷特性及作用机制进行研究.结果表明,在好氧... 针对同步脱氮除磷工艺流程复杂、基建与运行费用高等问题,从活性污泥中分离出一株兼具同步脱氮除磷能力的异养硝化细菌NP3,经16S rRNA鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),并对其脱氮除磷特性及作用机制进行研究.结果表明,在好氧条件下,菌株NP3能够以氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐作为单一氮源进行脱氮除磷,反应过程中间产物积累较少,氮、磷主要以同化作用去除,其生长和代谢速率NH_(4)^(+)-N>NO_(2)^(-)-N>NO_(3)^(-)-N.在碳源为柠檬酸钠、C/N为10、温度为30℃、pH值为7、转速为160r/min的最佳生长条件下,该菌株最大氨氮和磷酸盐去除率均接近100%.同时,反硝化和聚磷功能基因(nosZ、nirS、ppk)的成功扩增,进一步证明菌株NP3具有同步脱氮除磷能力.此外,胞外聚合物(EPS)在磷去除中起到重要作用,去除占比达到45%以上.X射线光电子能谱(XPS)分析证实EPS的表面官能团可以吸附C-PO_(3)/P-O、PO4_(3)^(-)/HPO_(4)^(2-)等不同形式的磷,充当磷转移站.^(31)p核磁共振(NMR)结果进一步表明EPS对磷的赋存形态存在较大影响,其中焦磷酸盐是EPS存在时的主要磷物种,而正磷酸盐和磷酸二酯是提取EPS后的主要磷形式. 展开更多
关键词 异养硝化 好氧反硝化 同步脱氮除磷 胞外聚合物
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增温和降水变化对旱作农田土壤细菌群落结构和功能的影响
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作者 田瑞 寇谨 +4 位作者 胡啸 张鹏 雷俊 王鹤龄 吕晓东 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期508-518,共11页
设置对照(CK),增温(W),降水量增加(+P30),降水量减少(-P30),增温和降水量增加(W+P30)和增温和降水量减少(W-P30)6个处理,开展了增温和降水变化对旱作农田土壤细菌群落结构和功能影响的田间试验.采用宏基因组测序研究不同处理下土壤细菌... 设置对照(CK),增温(W),降水量增加(+P30),降水量减少(-P30),增温和降水量增加(W+P30)和增温和降水量减少(W-P30)6个处理,开展了增温和降水变化对旱作农田土壤细菌群落结构和功能影响的田间试验.采用宏基因组测序研究不同处理下土壤细菌群落的组成、多样性、网络结构和代谢功能特征.结果表明,W和W+P30处理显著增加了α变形菌纲的相对丰度,W+P30处理显著增加了绿弯菌门未定名属的相对丰度,W、+P30、W+P30和W-P30处理显著降低了放线菌门未定名属的相对丰度.+P30处理显著提高了Shannon指数、Simpson指数和Pielou指数,但W-P30处理显著降低了细菌的α多样性指数.增温、降水变化及其交互对细菌群落β多样性的影响存在显著差异.W、+P30、W+P30和W-P30处理的复杂性和连接性高于CK,但-P30处理的相关参数低于CK.W、-P30和W+P30处理增加了连接节点的数量,但+P30和W-P30处理没有增加连接节点的数量.W处理显著增加了循环系统的相对丰度,+P30处理显著降低了外源物质降解和代谢的相对丰度,-P30处理显著降低了排泄系统的相对丰度,W+P30处理显著降低了核苷酸代谢的相对丰度.增温、降水变化(降水量增加或减少)及其交互作用对小麦田土壤细菌群落结构和代谢功能有显著影响. 展开更多
关键词 增温效应 降水量变化 旱作农田 微生物群落
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微囊藻胞外多糖降解菌的筛选及其对群体大小的影响
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作者 于晓丽 李安丽 +1 位作者 王建东 李建宏 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期89-96,共8页
微囊藻水华是最为常见的有害水华。在水华中的微囊藻细胞大多聚集为群体,群体状态对维持其生态优势至关重要。将微囊藻分散成单细胞状态,可削减其竞争优势,作为控制水华的手段。本研究以细菌多糖黄原胶和水华微囊藻(Microcystis flos-aq... 微囊藻水华是最为常见的有害水华。在水华中的微囊藻细胞大多聚集为群体,群体状态对维持其生态优势至关重要。将微囊藻分散成单细胞状态,可削减其竞争优势,作为控制水华的手段。本研究以细菌多糖黄原胶和水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)胞外多糖为唯一碳源,筛选出了5株具有利用微囊藻胞外多糖能力的细菌,通过共培养研究这些菌对单细胞状态的水华微囊藻胞外多糖和群体状态的惠氏微囊藻(M.wesenbergii)群体状态的影响。结果显示,对于水华微囊藻,其中4株细菌能够明显地降低胞外多糖的粘度;对于惠氏微囊藻,5株细菌均能显著减小藻群体,并能抑制其生长。这5株菌经16S rDNA鉴定均属于假单胞菌属。研究结果表明,分离获得的菌株有用于防控微囊藻水华的可能性。 展开更多
关键词 微囊藻 群体 多糖降解菌 胞外多糖 水华
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不同电子供体底物对自养型硫氧化菌同步厌氧除硫脱氮过程的影响
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作者 吴新世 朱广斌 张万良 《天津师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期34-43,共10页
采用分段递进式废水除硫工艺(SPWSRP)研究不同电子供体底物对自养型硫氧化菌同步厌氧除硫脱氮过程的影响.控制不同反应体系的硫氮比(S/N)和pH值,可使反应朝着预定方向进行.以S^(2-)为电子供体底物时,设定硫氮比为3∶2和pH值为6.9±0... 采用分段递进式废水除硫工艺(SPWSRP)研究不同电子供体底物对自养型硫氧化菌同步厌氧除硫脱氮过程的影响.控制不同反应体系的硫氮比(S/N)和pH值,可使反应朝着预定方向进行.以S^(2-)为电子供体底物时,设定硫氮比为3∶2和pH值为6.9±0.1,S^(2-)和NO_(3)^(-)对应的最大去除率分别为99.5%和99.9%,对应的最大容积载荷分别为4.32 kg/(m^(3)·d)和1.11 kg/(m^(3)·d);代谢途径长且复杂多样化,相应代谢产物种类也呈多样性,包括多种中间产物如S0、S_(2)O_(3)^(2-)、NO_(2)^(-)和终产物SO_(4)^(2-)、N_(2);同时对实验过程中的典型现象如铵盐出水浓度变化、反应停滞机理等进行了分析.以S_(2)O_(3)^(2-)为电子供体底物时,设定硫氮比为5:8和pH值为7.1±0.1,S_(2)O_(3)^(2-)和NO_(3)^(-)对应的最大去除率分别为99.8%和99.9%,最大容积载荷分别为8.66 kg/(m^(3)·d)和3.04 kg/(m^(3)·d);代谢途径短且简单,生成的中间产物和终产物相对较少,中间产物仅检测有NO_(2)^(-),终产物则包括SO_(4)^(2-)、N_(2)等,单质硫(S0)或其他氮氧类化合物未检出.对比发现,以S_(2)O_(3)^(2-)为底物的代谢产物与以S^(2-)为底物的产物既有相似性,又有很大差异.电子供体不同的两种体系反应路径不同、反应机理不同、反应停滞原因也不同.从代谢过程看,S_(2)O_(3)^(2-)代谢途径并非S^(2-)代谢途径的缩短化.基于此,废水处理中选择合适的电子供体底物,既能达到除硫脱氮目的,又能防止副反应的发生. 展开更多
关键词 同步厌氧除硫脱氮 废水除硫工艺 电子供体底物 硫氮比 代谢途径 代谢产物
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金沙江攀枝花段沉积物中化学元素与微生物分布
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作者 樊皓 卢晶莹 张旭 《人民长江》 北大核心 2025年第2期24-29,共6页
金沙江是中国重要的水电基地,为明确金沙江下游梯级水电站全面运行之前沉积物营养和重金属元素以及微生物的空间分布特征,以金沙江攀枝花段为例,分析了该河段倮果大桥、三堆子、马店河、迤资村和拉鲊5个断面沉积物中总氮、总磷、重金属... 金沙江是中国重要的水电基地,为明确金沙江下游梯级水电站全面运行之前沉积物营养和重金属元素以及微生物的空间分布特征,以金沙江攀枝花段为例,分析了该河段倮果大桥、三堆子、马店河、迤资村和拉鲊5个断面沉积物中总氮、总磷、重金属等化学元素含量、微生物群落组成以及化学元素与微生物之间的相互关系。结果表明:①金沙江沉积物中TN、TP、V、As、Cu、Pb和Zn含量分别为115~415,640~1560,246~337,0.98~2.27,28.9~68.4,6.1~12.3,51.5~92.5 mg/kg,其中倮果大桥沉积物的TN和TP含量最高,马店河沉积物重金属含量最高。②通过16S rDNA分析结果表明,沉积物中相对丰度最高的3种菌属为节杆菌、大理石雕菌和鞘氨醇单胞菌;丰度和连接度最高的3种细菌门均为变形菌门、放线菌门和绿弯菌门,3者共占所有连接度的78.5%。③各环境因子对细菌的影响程度从大到小依次为pH,As,TN和V。沉积物中重金属V含量和马西利亚菌属的相对丰度呈现显著正相关关系(p<0.05),沉积物中P和V具有潜在的累积风险。 展开更多
关键词 沉积物 总氮 总磷 重金属 微生物群落 金沙江攀枝花段
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