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光合细菌对活性污泥微生物群落结构及功能的影响
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作者 杨文焕 邓子威 +2 位作者 徐岩 王志超 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1314-1323,共10页
构建光序批式反应器(PSBR)处理模拟生活污水,考察光合细菌投加量、pH值、光照强度和溶解氧(DO)对反应器污染物去除性能影响,通过16S r RNA测序技术揭示光合细菌对活性污泥微生物群落结构、功能和氮代谢通路的影响.结果表明:10%光合细菌... 构建光序批式反应器(PSBR)处理模拟生活污水,考察光合细菌投加量、pH值、光照强度和溶解氧(DO)对反应器污染物去除性能影响,通过16S r RNA测序技术揭示光合细菌对活性污泥微生物群落结构、功能和氮代谢通路的影响.结果表明:10%光合细菌投加通过促进微生物种间协调功能使PSBR系统CODCr、NH_(4)^(+)-N和TN去除率提高,pH值、光照强度和DO分别为7、5000lux和3mg/L时,PSBR脱氮性能最好.光合细菌提高了活性污泥微生物多样性和丰富度,Proteobacteria菌门和norank_f__Saprospiraceae菌属相对丰度增多.光合细菌促进部分参与硝化过程和反硝化过程的功能基因(amo、hao和nap)和酶(AMO、HAO和NAP)丰度增加,活性污泥的整体氮代谢潜力得到提升. 展开更多
关键词 光合细菌 光序批式反应器 群落功能 氮代谢
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磁性载体MBBR系统对纳米ZnO颗粒的胁迫响应
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作者 高静湉 王树超 +3 位作者 敬双怡 吴兆盛 杨文焕 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2093-2102,共10页
为探究磁性载体移动床生物膜反应器(MBBR)系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应,构建2组MBBR开展纳米ZnO胁迫实验,通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH_(4)^(+)-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因,分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下M... 为探究磁性载体移动床生物膜反应器(MBBR)系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应,构建2组MBBR开展纳米ZnO胁迫实验,通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH_(4)^(+)-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因,分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下MBBR中污染物去除性能及微生物的影响.结果表明:低浓度(5,10mg/L)纳米ZnO对COD、NH_(4)^(+)-N去除无显著影响;高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫后,磁性载体MBBR的NH_(4)^(+)-N去除率分别降低10.57%和12.91%,低于普通载体的14.48%和16.94%.相比于NH_(4)^(+)-N,纳米ZnO胁迫对COD去除影响较小.此外,高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫导致更多纳米ZnO颗粒团聚并吸附于磁性载体生物膜表面,继而改变了生物膜群落结构.在10mg/L的纳米ZnO胁迫下,磁性与普通载体生物膜中微单胞菌属(Micropruina)的相对丰度均有所提高,对该菌属生长起到促进作用.50mg/L纳米ZnO对Micropruina的生长产生明显的抑制,普通及磁性载体生物膜中其相对丰度分别降至0.20%和1.28%.KEGG代谢通路预测表明,高浓度的纳米ZnO改善了细胞膜转运蛋白和细胞活性等功能,降低了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素代谢、异种生物降解与代谢的功能.在纳米ZnO胁迫下,磁性载体较普通载体表现出更好的污染物去除性能,削弱了纳米ZnO对微生物的胁迫效应. 展开更多
关键词 纳米ZNO MBBR 磁性载体 群落结构 代谢通路
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微塑料对双酚A在鲤鱼肠道中累积及生长生理的影响
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作者 侯晨丽 于晟乾 +3 位作者 于越 于玲红 樊才睿 李卫平 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期262-270,共9页
为探明微塑料(MPs)对双酚A(BPA)在鱼类肠道中累积特征及鱼类生长生理的影响,本研究以黄河鲤鱼为模型生物,分析了0.5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)与BPA联合作用下鲤鱼肠道中微塑料及BPA的累积特征、鲤鱼生长及其抗氧化酶活性,以及它们之间... 为探明微塑料(MPs)对双酚A(BPA)在鱼类肠道中累积特征及鱼类生长生理的影响,本研究以黄河鲤鱼为模型生物,分析了0.5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)与BPA联合作用下鲤鱼肠道中微塑料及BPA的累积特征、鲤鱼生长及其抗氧化酶活性,以及它们之间的响应关系。结果表明:联合处理下鲤鱼肠道中的PS-MPs含量随时间呈线性增加,且随投加的微塑料浓度增加而增加,而PS-MPs累积速率随时间呈先增加后减小趋势,其中在BPA+PS(L)处理(1 mg·L^(-1)BPA+20μg·L^(-1)PS-MPs)下,0.25 d时鲤鱼肠道中PS-MPs累积速率达到峰值(373.81μg·g^(-1)·d^(-1)),BPA+PS(H)处理(1 mg·L^(-1)BPA+100μg·L^(-1)PS-MPs)下,则是在0.125 d达到最高(644.00μg·g^(-1)·d^(-1))。与单一BPA暴露相比,联合暴露下鲤鱼肠道中BPA累积量增加,与BPA(1 mg·L^(-1)BPA)处理相比,BPA+PS(L)和BPA+PS(H)处理下鲤鱼肠道中BPA含量分别提高了6.13%和9.74%,BPA累积速率分别增加了190.01%、373.80%。相较于对照处理,BPA处理和MPs与BPA联合处理均引起鲤鱼肠组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)含量、丙二醛(MDA)含量增加,使体质量下降幅度减缓,其中BPA、BPA+PS(L)和BPA+PS(H)处理下鲤鱼体质量(21 d)较对照处理分别下降1.22%、3.90%、4.33%。当微塑料投加量达到100μg·m L^(-1)时,联合处理会增加鲤鱼肠道中SOD活性、CAT活性和GSH含量,抑制MDA产生,从而缓解MPs和BPA联合作用对鲤鱼造成的氧化损伤,并且减缓鲤鱼体质量下降。研究表明,微塑料的存在会增加双酚A在鲤鱼肠道中的累积,且两者联合作用对鲤鱼产生了协同毒理效应,导致鲤鱼生长速率减缓,体质量下降。 展开更多
关键词 微塑料 双酚A 肠组织 抗氧化酶活性 生物标志物响应
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乌梁素海冰封期砷与环境因子响应及风险评价
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作者 石文静 赵心亚 +1 位作者 刘轶哲 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期972-983,共12页
以乌梁素海为研究对象,分析冰封期冰-水-沉积物多相介质中砷(As)的分布特征,利用高通量测序技术揭示其主要微生物群落,结合理化因子探究乌梁素海冰封期As与环境因子响应关系并识别影响As分布的关键环境因子,同时综合多种方法进行生态风... 以乌梁素海为研究对象,分析冰封期冰-水-沉积物多相介质中砷(As)的分布特征,利用高通量测序技术揭示其主要微生物群落,结合理化因子探究乌梁素海冰封期As与环境因子响应关系并识别影响As分布的关键环境因子,同时综合多种方法进行生态风险评价.结果表明,冰封期乌梁素海各点位沉积物中总砷(TAs)浓度均高于河套平原As背景值,平均浓度为背景值的1.7倍;冰-水-沉积物多相介质中As主要为As(Ⅴ),且TAs浓度的最大值均出现在总排干处;综合多相介质中相关性和冗余分析,冰封期乌梁素海中铁是影响As在冰-水-沉积物相迁移的关键环境因子,微生物在其中扮演重要角色,特别是Thiobacillus、norank_f_Steroidobacteraceae和Bacillus等菌属.风险评价结果表明冰封期乌梁素海表层沉积物大都处于轻度污染,但总排干处已经趋向于偏中度污染,且表层沉积物可能发生As的毒性效应风险,冰封期乌梁素海As的潜在生态风险不容忽视. 展开更多
关键词 乌梁素海 冰封期 环境因子 风险评价
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人工湿地各组分氮素削减定量及功能基因分析
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作者 高静湉 汤世科 +3 位作者 刘哲铭 张鹏 于凤萍 李卫平 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期654-664,共11页
为探讨人工湿地各组分氮素削减贡献度及微生物脱氮机理,本研究构建6组(3组无植物对照)不同类型人工湿地系统,3组有植物人工湿地基质分别为陶粒+煤渣、陶粒+沸石、沸石+煤渣,探究其对包头南海湖水中氮素的去除效果;采用氮稳定同位素示踪... 为探讨人工湿地各组分氮素削减贡献度及微生物脱氮机理,本研究构建6组(3组无植物对照)不同类型人工湿地系统,3组有植物人工湿地基质分别为陶粒+煤渣、陶粒+沸石、沸石+煤渣,探究其对包头南海湖水中氮素的去除效果;采用氮稳定同位素示踪技术,量化植物、基质和微生物在人工湿地氮去除中的贡献度;并利用高通量测序技术分析人工湿地系统中微生物的群落结构及氮代谢功能基因。结果表明:陶粒+煤渣有植物组人工湿地氮去除效果最佳,对TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N的去除率分别为(41.18±2.61)%、(50.44±2.63)%、(40.93±2.32)%、(74.34±1.97)%。^(15)N示踪发现,植物、基质和微生物对人工湿地系统NO_(3)^(-)-N去除的贡献率分别为27.74%、48.43%和23.83%。高通量测序和PICRUSt2功能预测分析结果表明,植物对微生物群落组成和代谢途径有显著影响。在植物根部样本中,优势菌门为Proteobacteria,其大部分菌属均参与了氮代谢,在生物脱氮过程中发挥重要的作用。有植物人工湿地系统基质中微生物的nir S基因、植物根系的nir K基因丰度明显增加,植物有效促进了人工湿地系统中微生物的反硝化作用。 展开更多
关键词 人工湿地 氮同位素 微生物群落 氮代谢 功能基因
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微塑料与双酚A联合下鲤鱼生物积累及氧化应激效应 被引量:2
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作者 侯晨丽 于越 +3 位作者 于玲红 王志超 于晟乾 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期4334-4342,共9页
为了阐明微塑料(MPs)对双酚A(BPA)在鱼体内分布和生物积累的影响,以及两者之间交互的毒理效应,选用黄河鲤鱼为模型生物,分析0.5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)与BPA联合下鲤鱼不同组织中PS-MPs和BPA的富集特征、组织病理及抗氧化酶活性.结... 为了阐明微塑料(MPs)对双酚A(BPA)在鱼体内分布和生物积累的影响,以及两者之间交互的毒理效应,选用黄河鲤鱼为模型生物,分析0.5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)与BPA联合下鲤鱼不同组织中PS-MPs和BPA的富集特征、组织病理及抗氧化酶活性.结果表明:暴露21d后,鲤鱼各组织中PS-MPs的富集量均为肠道(55.70%)>鳃(31.53%)>大脑(7.76%)>肝脏(5.01%).与BPA处理相比,BPA+MP20处理中鳃、肝脏、肠道和大脑中的BPA浓度分别增加4.28%、1.66%、2.06%和4.85%;BPA+MP100处理分别增加11.88%、15.18%、3.15%和10.54%,表明PS-MPs的存在显著增加了BPA在鲤鱼各组织中的积累,且各组织中BPA积累量随PS-MPs浓度的增加而增加,其中肝脏中BPA积累量对PS-MPs浓度依赖性更强.相较于对照处理,单一BPA或MPs与BPA联合作用均引起鲤鱼各组织出现不同程度炎症细胞浸润,并诱导各组织中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)活性及丙二醛(MAD)含量增加.然而,BPA与高浓度PS-MPs联合作用下,鲤鱼通过诱导增加肠道和肝脏中SOD和GSH活性,降低MAD含量,减缓MPs和BPA对鲤鱼的复合毒性效应. 展开更多
关键词 微塑料 双酚A 联合暴露 累积量 抗氧化酶活性
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基于CT扫描的微塑料对砂壤土孔隙结构的影响研究 被引量:1
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作者 王志超 李嘉辰 +2 位作者 张博文 敬双怡 李卫平 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期79-86,共8页
【目的】探究微塑料对砂壤土孔隙结构的影响,为土壤新型污染物微塑料的防治提供科学依据,也对应用CT扫描进行土壤结构与土壤质量评估提供借鉴与指导。【方法】采用室内土柱模拟方法和计算机断层扫描技术,对CK(未赋存微塑料的空白组)和M... 【目的】探究微塑料对砂壤土孔隙结构的影响,为土壤新型污染物微塑料的防治提供科学依据,也对应用CT扫描进行土壤结构与土壤质量评估提供借鉴与指导。【方法】采用室内土柱模拟方法和计算机断层扫描技术,对CK(未赋存微塑料的空白组)和M(赋存2%浓度聚丙烯微塑料的试验组)处理进行了三维土壤孔隙结构的可视化分析和孔隙特征参数的测定。【结果】聚丙烯微塑料显著影响砂壤土孔隙结构。通过对三维孔隙结构可视化研究发现,CK中土壤孔隙分布较为均匀,出现明显下沉且纵向连续性强,而M处理中土壤孔隙破碎化程度高,连通性较差;且CK中土壤孔隙度为4.98%,M处理中土壤孔隙度只有3.79%。聚丙烯微塑料赋存条件下土壤孔隙数量与孔隙体积分布随土壤深度发生变化。在土柱0~4cm深度范围内,土壤孔隙总数量表现为CK>M处理,M处理中土壤孔隙总数较CK降低了73.02%,且二者的孔隙数量差异随土壤深度的增加而逐渐增大;土壤平均孔隙体积表现为CK(1709mm^(3))>M处理(1235mm^(3)),且相较于CK,M处理的大体积土壤孔隙数量占比有不同程度的降低。聚丙烯微塑料对砂壤土孔隙形态特征产生了影响。随着土层深度的增加,CK的孔隙成圆率趋于平稳,孔隙更接近圆形;但孔隙平均当量直径却表现为M处理>CK,M处理的平均当量直径均随土壤深度的增加呈逐渐上升的趋势。【结论】聚丙烯微塑料的赋存影响了砂壤土孔隙结构并降低了土壤孔隙度,对土壤孔隙数量和形态特征也产生了一定的影响。 展开更多
关键词 计算机断层扫描技术 微塑料 土壤孔隙结构 三维可视化
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微塑料对融冰过程中典型污染因子释放的影响研究
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作者 王志超 窦雅娇 +3 位作者 康延秋 杨文焕 敬双怡 李卫平 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2480-2488,共9页
为探究融冰过程中微塑料赋存对岱海典型污染因子释放规律的影响,采用室内模拟的方式,通过设置不同冻结条件(冰体厚度、初始温度及方式、初始浓度)探究各典型污染因子在融冰过程中的释放规律,并采用融出比例(E)表征污染因子融冰过程中的... 为探究融冰过程中微塑料赋存对岱海典型污染因子释放规律的影响,采用室内模拟的方式,通过设置不同冻结条件(冰体厚度、初始温度及方式、初始浓度)探究各典型污染因子在融冰过程中的释放规律,并采用融出比例(E)表征污染因子融冰过程中的释放能力.结果表明,微塑料的赋存与初始条件的改变会影响污染因子的分布规律,从而对污染因子在融冰过程中的初期释放量造成一定影响,但并不能改变污染因子初期大量释放,随后少量均匀释放的释放规律;而相同初始条件下微塑料赋存使污染因子在融冰初期的释放量增加,使融出比例E下降2.59%~5.02%,这表明微塑料在冻融过程中不仅会将部分污染因子携带到冰体中,还对融冰过程中污染因子的释放起到一定的滞后作用;此外融冰过程中微塑料对于污染因子释放规律的影响可以从冰体微观结构与冰体融化机理两方面得到解释. 展开更多
关键词 融冰过程 微塑料 污染因子 释放规律 作用机理
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聚丙烯微塑料对滴灌条件下盐渍土水盐分布的影响
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作者 王志超 张博文 +3 位作者 李哲 程光远 李汶璐 李卫平 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期68-74,108,共8页
【目的】探究微塑料对滴灌条件下不同盐分盐渍土水盐分布的影响。【方法】采用长方体(长×宽×高为30 cm×30 cm×40 cm)土槽以马氏瓶作为稳压滴灌水源,采用转子流量计设置流量为0.36 L/h进行室内土槽入渗模拟的方法,... 【目的】探究微塑料对滴灌条件下不同盐分盐渍土水盐分布的影响。【方法】采用长方体(长×宽×高为30 cm×30 cm×40 cm)土槽以马氏瓶作为稳压滴灌水源,采用转子流量计设置流量为0.36 L/h进行室内土槽入渗模拟的方法,阐明了2%丰度聚丙烯(Polypropylene,PP)微塑料对不同含盐量盐渍土(0.5%、4%、7%)水平及垂直方向水分入渗后土壤水分、盐分运移及pH值的影响。【结果】入渗后土壤含水率与初始含盐量正相关,含盐量为7.0%的盐渍土处理较4.0%和0.5%的盐渍土处理平均含水率分别增加9.4%和11.2%(P<0.05);在含盐量为0.5%、4.0%和7.0%条件下,赋存PP微塑料处理较未赋存微塑料处理在垂直距入渗点源16.6 cm位置含水率分别增加7.8%、9.4%和6.2%(P<0.05),在水平距点源12 cm位置含水率分别增加7.9%、7.7%和6.2%(P<0.05)且含水率与距点源距离负相关;在3种含盐量条件下赋存PP微塑料的处理较未赋存PP微塑料的处理盐分分别增加188.2%、326.9%和163.2%(P<0.05);赋存PP微塑料的试验组在相同含盐量条件下,其在垂直、水平方向相同距离的p H值均呈现出大于未赋存PP微塑料的试验组的趋势。【结论】赋存PP微塑料后,土壤含水率、含盐量及pH值均大于未赋存PP微塑料的试验组。 展开更多
关键词 盐渍土 微塑料 盐分 含水率 PH
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