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[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
何起利 梁威 贺锋 成水平 周巧红 吴振斌
在水力负荷为800 mm/d的运行条件下,研究了复合垂直流人工湿地中试系统不同功能层面的氧化还原特征、好氧微生物数量、基质的耗氧速率及氧化还原酶类活性的分布特点。结果表明:各功能层面的氧化还原电位、好氧微生物数量、耗氧速率表层最高,并且随着基质深度的增加逐渐降低。除过氧化物酶外,氧化酶活性表现为表层高于中下层;而硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等活性变化趋势则相反。同时,氧化还原电位与基质中细菌、真菌、放线菌的数量、耗氧速率等存在显著正相关关系;氧化还原电位与多酚氧化酶、过氧化氢酶、脱氢酶等氧化酶活性也存在显著正相关,而与下行流池的硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等还原酶类存在显著负相关关系。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
冯冲凌 李科林 李芸
人工湿地系统中微生物群落特征与湿地结构、布水方式及植物种类密切相关。总体上,人工湿地系统中微生物的种类多样性和数量沿水流方向呈递减趋势,植物对湿地微生物群落的影响主要在基质表层的根际效应区间,采取控氧措施可促进微生物群落向纵深发展。人工湿地系统中的氮代谢微生物主要是硝化细菌和反硝化细菌,有新的研究表明,厌氧氨氧化细菌不仅具有较强的去氮能力,还能显著提高废水COD的去除率。不同种类的磷细菌在湿地系统中磷的溶解、沉淀和转化利用中发挥着重要的作用,生物制剂的应用可提高磷的去除率。人工湿地系统中还存在一系列具有特殊功能的微生物种类,包括可降低镉等重金属污染毒性、降解石油类化合物、多环芳烃以及酚类的微生...
关键词：
人工湿地 污水处理 微生物群落 净化机理
[期刊] 中国水产科学
[作者]
余家辉 李冰 王林 朱加宾 朱健
为研究氧化还原酶活性对人工湿地中污染物去除率的影响,探讨将基质酶活性作为评判人工湿地整体去除效能的指标,本研究以生物陶粒和鹅卵石为基质并搭配种植再力花(Thalia dealbata)、美人蕉(Canna indica)和梭鱼草(Pontederia cordata)的复合垂直流人工湿地为研究对象,2016年6月至11月每月采样1次,对基质中4种氧化还原酶(脱氢酶、多酚氧化酶、过氧化物酶和硝酸还原酶)的酶活性进行测定,并从酶学的角度探讨这4种氧化还原酶的活性与养殖尾水中总氮(TN)、硝态氮(NO_3~–-N)、总磷(TP)、正磷酸盐(PO_4~(3–)-P)、COD_(Mn)去除率之间的关系。结果表明,氧化还原酶活性在整个实验过程中发生了显著变化,脱氢酶和过氧化物酶活性先上升后下降,酶活性分别在植物生长高峰期的8月和9月达到最高;多酚氧化酶和硝酸还原酶活性夏季(6—8月)变化不大,植物生长末期达到最高。空间分布上,脱氢酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性沿垂直方向分布表现出相同趋势,即表层最高,中层次之,底层最低。硝酸还原酶活性则表现出相反的趋势。脱氢酶活性与COD_(Mn)的去除率显著正相关(R~2=0.6783,P0.05)。结论认为,脱氢酶可作为人工湿地中去除COD_(Mn)的效能指标,硝酸还原酶可作为人工湿地中去除NO_3~–-N的效能指标。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
曲东 贺江舟 孙丽蓉
采用厌氧恒温培养试验,比较了4种水稻土中氧化铁的微生物还原状况。结果表明,4种不同来源水稻土中Fe( )生成量有较大差异,其中吉林和四川水稻土中铁还原迅速,而江西和广东水稻土相对较慢;还原反应达到平衡时的Fe( )积累量及铁还原快速期的平均反应速率由土壤中氧化铁的数量决定,并与无定形氧化铁和游离氧化铁的数量有关;4种水稻土中可还原铁占全铁及游离氧化铁的比例分别为7.73%～21.6%及10.0%～74.6%;广东水稻土的铁还原90%是利用无定型铁,而在四川和江西水稻土中,近乎50%的铁还原来自于晶体氧化铁;升高温度可促进土壤中Fe( )产生量,并且吉林水稻土对温度的响应最敏感;不同土壤的铁还...
关键词：
水稻土 铁还原 反应速率
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
陶敏 贺锋 徐栋 何起利 梁威 吴振斌
研究了复合垂直流人工湿地系统氧化还原电位(Eh)的时空变化规律及不同功能区中污染物的净化效果。结果表明:湿地系统下行流池表层、两池底层、上行流池表层Eh的变化范围分别为402~585、-87~-130、308~432mV,沿水流方向依次形成了好氧A区/缺氧、厌氧区/好氧B区3个功能区。好氧A区是污染物去除的主要区域,BOD5、CODCr、NH4+-N的去除率分别为43.0%、48.4%、54.1%,特别是NH4+-N去除率占总去除率的79%;缺氧、厌氧区主要是进行反硝化反应和有机物的厌氧分解;好氧B区则主要是去除厌氧分解后的有机物以及进一步脱氮。另外,NH4+-N的去除率与系统各功能区Eh呈显...
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
潘丽霞 姜振辉 张雯怡 周家树 刘娟 蔡延江 李永夫
【目的】探讨不同外源碳(玉米Zea mays秸秆及其生物质炭)输入对亚热带毛竹Phyllostachys edulis林土壤氨氧化微生物和氮循环相关酶活性的影响，以揭示其对土壤硝化作用的生物学机制。【方法】以亚热带毛竹林为研究对象，设置3个处理：对照(不施用)、施用玉米秸秆(5 t·hm~(-2))和施用玉米秸秆生物质炭(5 t·hm~(-2))，进行为期1 a的野外试验。于试验的第3个月和12个月采集土壤样品，利用荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)及高通量测序技术分析不同处理下毛竹林土壤氨氧化微生物群落结构特征、酶活性与总硝化速率的变化规律。【结果】与对照相比，秸秆及其生物质炭处理显著改变了土壤氨氧化细菌(AOB)丰度和群落结构(P<0.05)，而对氨氧化古菌(AOA)丰度和群落结构无显著影响；秸秆处理显著提高土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属Nitrosospira的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性以及总硝化速率，而生物质炭处理则使其显著降低(P<0.05)。相关性分析表明：氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性与铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、水溶性有机氮(WSON)和土壤总硝化速率呈正相关(P<0.05)。冗余分析表明：土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、微生物生物量氮(MBN)和水溶性有机氮质量分数对氨氧化细菌群落结构存在显著影响(P<0.05)。【结论】秸秆生物质炭输入通过降低土壤NH_4~+-N、NO_3~--N和水溶性有机氮质量分数，从而降低土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌相对丰度，削弱氮循环相关酶活性，进而抑制土壤硝化作用。与秸秆直接输入相比，秸秆生物质炭有利于减少毛竹林土壤氧化亚氮气体排放以及土壤氮素损失。图6表1参57
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
黄怡婷 陈之歆 魏忠庆 郑奋 牛佳 刘鸿浩 庄婉娥 徐开钦
针对水源中氨氮微污染顽疾,从微生物群落特征(多样性、丰度)的角度探究了饮用水深度处理工艺生物活性炭(BAC)的氨氧化机制.结果表明:BAC上的微生物(细菌、古菌)群落结构与其所处滤池水样中的微生物群落结构差异显著,且其多样性高于水体.此外,BAC上具有硝化功能的微生物以古菌为主(占总古菌的77.72%),而水样中细菌和古菌的硝化功能均不显著.对BAC上功能微生物——氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)和细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)的分子生物学的研究结果表明,其数量分别为(49.10±4.45)×10~5个·g~(-1)(干重)和(23.20±2.55)×10~4个·g~(-1)(干重),AOA的数量显著多于AOB(P<0.01).运用T-RFLP对氨氧化微生物群落多样性进行的分析发现,BAC上和水体中的氨氧化微生物组成及优势菌种均不同,表明氨氧化微生物在BAC上的富集具有选择性.
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
杨蕊毓 彭超 叶雨秋 莫永亮 路璐
河岸湿地是水域和陆地生态系统的交错带，也是微生物甲烷产生和氧化的热点区域。以嘉陵江(南充段)河岸湿地土壤为研究对象，采用室内微宇宙CH_4氧化培养实验，以及基于~(13)CH_4的稳定性同位素核酸探针(DNA-Stable Isotope Probing, DNA-SIP)技术和高通量测序技术，揭示该土壤中微生物的甲烷氧化潜力及其活性的好氧甲烷氧化微生物类群。结果表明，土壤中加入6%(v/v)的甲烷培养28 d后，甲烷的平均氧化速率为11.94μg g~(-1) d~(-1)。通过对超高速密度梯度离心获得的DNA中pmoA基因的定量分析表明，好氧甲烷氧化微生物的DNA被~(13)C显著标记。对获得的~(13)C-标记的DNA测序发现，TypeⅠ和TypeⅡ的甲烷氧化菌主导了该土壤中的好氧甲烷氧化过程，其中TypeⅠ的相对丰度最高78.49%,包括Methylomicrobium、Crenothrix、Methylogaea,其中Methylomicrobium占比高达61.37%;隶属于TypeⅡ的Methylocystis参与了该土壤的好氧甲烷氧化过程。此外，FAPROTAX功能注释预测结果显示，~(13)C-DNA中微生物参与与碳循环相关的化能异养、甲醇氧化、甲基营养代谢等碳循环的功能，以及氮循环相关的固氮功能均显著增强，表明甲烷氧化微生物在进行甲烷氧化的同时，可能协同参与氮循环等其它生物地球化学循环过程。研究表明河岸湿地土壤的好氧甲烷氧化过程由多种具有代谢活性的微生物共同完成，为研究河岸湿地甲烷氧化关键微生物的生理生态特征提供参考。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
刘丹 莫永亮 彭超 王保战 汪家家 唐贇 路璐
河岸带是水陆环境交错带，环境条件和生态过程复杂。为了探究河岸湿地土壤中不同氧气，以及添加不同电子受体对甲烷氧化过程及其微生物的影响，本论文以嘉陵江流域河岸湿地土壤为研究对象，采用微宇宙培养实验、高通量测序及化学分析等方法，分析了在有氧条件下，以及缺氧条件下加入NO_(3)~(-)、SO_(4)~(2-)、水铁矿（Fe(Ⅲ)）和针铁矿（Fe(Ⅲ)）等不同电子受体处理中土壤的甲烷氧化潜力及关键微生物群落。结果表明湿地土壤在有氧条件下的甲烷氧化速率显著高于缺氧条件下的速率（P SO_(4)~(2-)，而针铁矿抑制了甲烷氧化。缺氧条件下甲烷氧化发生的同时，NO_(3)~(-)、SO_(4)~(2-)的浓度显著降低，与甲烷浓度变化呈显著正相关（P<0.05），Fe(Ⅱ)的浓度显著增加，与甲烷浓度变化呈显著负相关（P
[期刊] 西南农业学报
[作者]
杨迪 胡文革 陈登稳 董艳艳 王艳萍 韩晶
本文采用MPN计数法和Pearson相关性分析法,研究了艾比湖湿地土壤固氮菌在不同土壤深度及春、夏、秋3个季节的数量分布,并对其与土壤有机质、生物量C、N之间的相关性进行分析。结果表明,不同土壤深度固氮菌数量分布中间土层高,表层最低;在季节中的分布差异显著,夏季最多,春秋次之。不同季节固氮菌数量在不同土层的分布与土壤有机碳含量显著相关(r>0.8),与微生物生物量N中度相关(0.5
[期刊] 中国农业科学
[作者]
靳振江 邰继承 潘根兴 李恋卿 宋祥云 谢添 刘晓雨 王丹
【目的】通过湖北荆江地区湿地与稻田土壤有机质、微生物多样性及土壤酶活性比较分析,研究在人为培育下水稻土有机碳与微生物特性之间的关系。【方法】在湖北荆江地区采集代表性河流湿地和稻田耕层(0—20 cm)土壤样本,用硫酸-重铬酸钾消煮法和氯仿熏蒸-硫酸钾提取法测定土壤有机碳和微生物生物量碳,用稀释平板菌落计数法和PCR-DGGE研究微生物区系数量和群落结构多样性,并配合比色法测定土壤酶活性。【结果】湿地在长期种植水稻后,土壤有机碳含量提高了55.42%,全氮和碱解氮也大幅度升高。而且,微生物生物量碳提高了180%。尽管细菌、真菌、放线菌和自生固氮菌的丰度与细菌和真菌多样性均未发生分异,但是稻田土壤...
[期刊] 华北农学报
[作者]
费超 张士荣 梁斌 李俊良 江丽华 徐钰 丁效东
针对设施菜地磷肥过量施用,以便为设施蔬菜土壤磷肥施用限量标准制定及磷肥增效调控方法建立提供数据支撑,以山东寿光设施蔬菜土壤为研究对象,调查并采集150个设施蔬菜温室,其中种植年限0-4年50个(样本n=50)、4-9年40个(n=40)、9年以上60个(n=60),每个样点共采集土壤剖面(030 cm,3060 cm,6090 cm)3层土壤样品,分别测定土壤全磷、有效磷、水溶性磷及微生物量磷及水溶性碳、微生物量碳、有机质含量,并分析其相关性。结果表明,随种植年限增加,剖面深度在030 cm,3060 c
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
周强 崔正国 王加鹏 曲克明 马绍赛 毛成全
利用人工湿地系统探讨了海水养殖外排水中不同形态氮的去除效果,分析了系统内部微生物空间分布、基质酶活性对氮去除效率的影响,深入研究了系统内部各微生物间相互作用、基质酶活性与微生物空间分布关系。选择互花米草为人工湿地植物,种植密度为64株/m2;基质填料选择细纱、高炉矿渣和珊瑚石。在3种不同工况条件下,研究人工湿地系统中氮的去除效果、微生物数量和基质酶活性。结果显示,系统对TN、NH4-N平均去除率分别为(25.02±12.69)%、(82.91±17.51)%;系统中不同基质层次的微生物数量和脲酶、脱氢酶活性不同,基质中、上层好氧微生物数量和脲酶、脱氢酶活性显著大于下层,系统下行池中、上层硝化细...
关键词：
人工湿地 脱氮 去除率 酶活性 微生物
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
王加鹏 崔正国 周强 马绍赛 曲克明 毛成全
利用实验室规模的复合垂直流人工湿地系统来处理海水养殖外排水,探讨了人工湿地对外排水中主要污染物指标氨氮、磷酸盐和COD的去除效果,并利用变形梯度凝胶电泳技术(DGGE)分析了人工湿地内部微生物的群落组成和结构特点。结果显示,人工湿地对海水养殖外排水中的氨氮、磷酸盐和COD去除效果显著,平均去除率分别为(92.82±3.27)%、(72.53±2.31)%、(66.04±8.23)%;人工湿地系统内微生物组成较为丰富,且不同位置存在着种属相同、数量不同的生态幅广泛的优势种;人工湿地下行流池微生物多样性指数(H′)比上行流池高,且沿水流方向呈下降趋势;人工湿地系统中距离越远相似性系数越小;海水养殖...
[期刊] 西南农业学报
[作者]
罗倩 林凤莲 袁锋 潘国营 高倩倩 李键 吴承祯 陈灿
【目的】研究人工湿地植物根际微生物对4种污水重金属元素的净化能力。【方法】用实验室已有的10株菌株,测定不同时间污水重金属浓度及菌株吸附率,并拟合细菌与真菌平均吸附率模型,分析不同根际微生物对重金属吸附净化能力的影响。【结果】(1)10株高效菌株对不同浓度污水Pb~(2+)的吸附率高(H)、中(M)、低(L)范围分别为27.30%～52.27%、32.17%～56.07%、32.17%～56.07%,F_(26 )(Aspergillus iizukae)、B_(19 )(Bacillus megaterium)分别是高、中低浓度下的高效菌株;菌株对不同浓度污水Cd~(2+)的吸附率范围为29.63%～56.00%(H)、31.03%～58.70%(M)、31.53%～59.23%(L),B_(19)、F_(9 )(Westerdykella dispersa)分别是高低、中浓度下的高效菌株;菌株对不同浓度污水Cu~(2+)的吸附率范围为29.03%～55.73%(H)、29.83%～57.73%(M)、35.10%～59.00%(L),F_(25 )(Penicillium janthinellum strain)是3个浓度下的高效菌株。菌株对不同浓度污水Zn~(2+)的吸附率范围为29.67%～56.73%(H)、31.27%～58.10%(M)、36.00%～60.27%(L),F_(16)(A.niger strain)是3个浓度下的高效菌株。(2)不同处理时间、污水金属初始浓度和菌株种类均对吸附污水中重金属离子的效果有显著影响,菌株对重金属的吸附效果在低浓度和48 h最优且真菌优于细菌,细菌平均吸附率符合指数函数模型,真菌平均吸附率符合幂函数模型。(3)微生物吸收阶段的参与度以及分泌物数量可能是影响重金属吸收效果的主要内在机制。【结论】研究结果为城市重金属污水处理系统中高效菌种的选择提供了理论依据。
关键词：
人工湿地 根际微生物 污水净化 重金属
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