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1.
微生物参与下的氮循环是富营养化湖泊十分重要的生物地球化学循环过程.采用基于amoA功能基因和16S rRNA基因的荧光定量PCR、PCR-DGGE与高通量测序等分子生物学技术,调查秋季太湖不同水体和表层沉积物中氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)群落丰度和组成,探讨影响硝化微生物分布的关键环境因子.结果表明,中度富营养化的梅梁湾湖区水体表层、中层和底层水样和表层底泥中AOA amoA基因的丰度分别低于轻度富营养化的湖心区,而不同层水样中AOB amoA基因的丰度分别高于湖心区.梅梁湾湖区和湖心区水样中AOA群落组成基本相似,2个湖区表层沉积物样品中AOA群落组成亦基本相似,水体中AOA群落组成与表层沉积物中AOA群落组成有差异,AOA群落丰度显著受硝态氮、pH和DO影响;表层沉积物中AOB群落丰度有明显差异且显著受总氮含量影响,表层沉积物中NOB群落丰度也有明显差异且显著受亚硝态氮含量影响.太湖梅梁湾湖区和湖心区水体与表层沉积物AOA群落包括Nitrosopumilium和Nitrosotalea两大属;表层沉积物AOB群落主要包括亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌(Nitrosospira)两大属,NOB群落主要包括硝化刺菌(Nitrospina)和硝化螺菌(Nitrospira)两大属,其中硝化螺菌属是淡水湖泊中比较少见的亚硝酸盐氧化菌.影响太湖水体和沉积物中AOA和AOB丰度的最主要环境因子为总氮、总磷与铵态氮.研究表明典型富营养指标(总氮、总磷、铵态氮、硝态氮和硝态氮等)是影响太湖梅梁湾和湖心区水体和沉积物中AOA或AOB丰度以及硝化微生物群落丰度的重要因素. 相似文献
2.
固定化土著氮循环细菌在城市湖泊水体净化中的应用 总被引：2，自引：1，他引：1
从镇江金山湖天然水体中筛选分离出土著氨化、亚硝化、硝化和反硝化细菌,对氮循环细菌固定化后在镇江金山湖示范工程区进行水体净化应用.结果表明,运行一段时间后水质得到明显改善,氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮以及总氮浓度处于动态变化中,有降低的趋势;氨氮含量已经达到Ⅱ类指标,总氮和COD分别达到Ⅴ类、Ⅲ类指标;分析结果还显示硝酸盐氮是金山湖水体中总氮的主要存在形式,与水体荒漠化状态有关;固定化氮循环细菌通过扩散,可以增加水体及植物根区的微生物数量,高出对比组1-3个数量级;固定化氮循环细菌技术对荒漠化水体氨氮、总氮和COD去除具有重要意义. 相似文献
3.
对太湖五里湖的以水生高等植物为主的湖泊人工生态系统,用最大可能数（ＭＰＮ）法,测定了该系统内各种生态类型水生高等植物群落内的４类氮循环细菌的分布．结果表明,反硝化细菌的最大可能数（ＭＰＮ）,在水生高等植物群落内水体中较敞水区湖水高２－５个数量级,差异极显著（Ｐ＜０．０１）,漂浮植物群落内水体的反硝化细菌ＭＰＮ值较沉水和浮叶植物群落内水体高２－３个数量级,差异极显著（Ｐ＜０．０１）;硝化细菌ＭＰＮ值,敞水区湖水高于凤眼莲、水花生群落内水体,差异显著（ Ｐ＜ ０． ０５）,菱群落与其他群落比较,亦有极显著性差异（ Ｐ＜ ０． ０１）;亚硝化细菌ＭＰＮ值,在水生高等植物群落内的水体中较敞水区高 ３－ ４个数量级,差异极显著（ Ｐ＜ ０． ０１） ;氨化细菌ＭＰＮ值,在水生高等植物群落内的水体中高于敞水区水体．除硝化细菌外,反硝化、亚硝化及氨化细菌均在根际处最为密集,且由根际向外呈现递减趋势． 相似文献
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固定化氮循环细菌修复城市湖泊水体脱氮效果及N2O排放 总被引：4，自引：0，他引：4
利用从镇江金山湖天然水体中筛选分离出的土著氨化、亚硝化、硝化和反硝化细菌,将氮循环细菌固定化后在金山湖示范工程区进行水体脱氮净化效果研究.结果表明,运行一段时间后水质明显得到改善,氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及总氮浓度均显著下降,氨氮浓度指标达到国家水质Ⅰ类标准,总氮浓度指标达到水质Ⅱ类标准.同时,对湖泊水体的N_2O气体排放通量进行了检测,结果显示,随着实验的进行,金山湖区的N_2O气体排放通量逐渐升高,4月份的平均值为23,51μg/(m~2·h)、5月份的平均值为29.52μg/(m~2·h)、6月份的平均值为59.10μg/(m~2·h).水质氮素指标以及N_2O气体排放通量数据说明利用微生物固定化载体强化净化技术对城市湖泊水质净化具有显著效果和重要意义. 相似文献
5.
氨氮是地表水常见污染物,尤其在农业区域,氮类化肥的不合理施用会导致周边水体氮浓度迅速升高并保持较高水平.然而,当前对高氮水平下沉水植物腐败和附着氮循环微生物的影响尚不清楚.以轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)为研究用沉水植物,在实验室内模拟水体内8和16 mg/L氮浓度下轮叶黑藻腐解过程中营养盐释放及残体表面微生物氮循环功能基因丰度的变化.研究发现水体两种氮浓度下轮叶黑藻腐解过程中残体腐解及营养盐释放速率无显著差异;与对照相比,植物腐败初期水体内碳、磷浓度迅速增加,而溶解氧浓度及氧化还原电位迅速降低,随着时间的推移上述水质指标逐步恢复至初期状态(第146天);水体荧光溶解性有机质主要包括紫外类富里酸、可见类富里酸、色氨酸类蛋白质和酪氨酸类蛋白质等类型.在5个氮循环相关基因中,氮负荷增加对轮叶黑藻残体生物膜内amo A、napA和narG的丰度有显著影响.冗余分析表明氮循环基因丰度受水体总氮浓度的影响较小,与植物总有机碳含量和水体化学需氧量及溶解氧浓度存在相关性.研究结果表明虽然当前氮水平对植物腐败过程影响不大、对氮循环基因丰度有一定影响,但是对该水生植被(尤其是植物腐败初期)和农业退水排放的管理仍需加强,以降低其对水体的影响. 相似文献
6.
净化湖泊水体氮污染的固定化硝化-反硝化菌研究 总被引：15，自引：2，他引：13
依据太湖水体氮污染的特点,设计应用低温辐射技术引导玻璃态单体丙烯酸羟乙脂－２－Ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ（ＨＥＡ）与聚乙二醇二甲基丙烯酸酯Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ（１４Ｇ）制备高分子载体,并使用增殖细胞技术固定化硝化－反硝化菌净化湖水。研究结果表明,富营养化湖水经过固定化硝化－反硝化菌ＳＢＲ工艺净化后,总氮下降７０％,氨氮下降８４％,ＣＯ 相似文献
7.
在室内研究了有、无伊乐藻存在条件下,不同水平的氮及氮磷比(N/P)对实验体系中附着藻类和浮游藻类生长的影响,结果表明:1)在有沉水植物的体系中,当氮浓度较高时(5 mg/L),浮游藻类对N/P的变化比附着藻类更为敏感;而当氮浓度较低时(2 mg/L),浮游藻类与附着藻类对N/P的响应则没有显著的差异;2)在有沉水植物的体系中,当N/P为15时,随水体中氮浓度的升高,附着藻类的生物量显著增加,但浮游藻类的变化不显著.当N/P为25时,随水体中氮浓度的升高,浮游藻类及附着藻类的生物量均显著升高;3)附着藻类的生物量在无沉水植物(伊乐藻)存在的情况下要比有沉水植物(伊乐藻)存在时高得多,且随氮浓度升高,其生物量的增加量也远高于后者.而对浮游藻类而言,情况则完全相反. 相似文献
8.
为研究河流底泥疏浚工程对富营养化河流水生生态系统的影响，选取巢湖双桥河开展为期一年的河流生态监测与调查，对比分析了巢湖双桥河疏浚前和疏浚后的水质指标、浮游甲壳动物群落结构及生物多样性指数.研究发现：底泥疏浚后双桥河水质得到明显改善，其中氮、磷营养盐分别削减48.09%和19.09%；底泥疏浚对浮游甲壳动物群落结构影响显著，疏浚后浮游甲壳动物生物量从1.86 mg/L下降到0.25 mg/L，下降了86.40%；疏浚后生物多样性指数高于疏浚前，且受季节影响较大；浮游甲壳动物与水环境因子相关性研究发现：pH、温度、铵态氮、硝态氮、可溶性氮、总氮和氮磷比对浮游甲壳动物总生物量均有极显著影响.研究结果表明，河流底泥疏浚工程能显著削减水体中氮、磷营养盐，并从一定程度上改善河流浮游甲壳动物群落结构，促进河流水生生态系统向健康、安全的方向发展.因此，对于双桥河这种受城市外源污染影响较大的城市污染型河流，在削减外源营养盐特别是氮输入的条件下，实施底泥疏浚工程可以促进其水生生态系统的修复. 相似文献
9.
水体富营养化极易引起湖泊水库如藻类水华等水生态系统环境问题。氮素作为初级生产力的限制性生源要素之一,认识其在水华形成过程中潜在作用至关重要。本研究选取胶东半岛低碳高氮水库水体进行模拟实验,通过添加不同剂量硝态氮,探究高硝态氮输入对库区水体藻类和细菌群落结构的影响。结果表明:(1)当硝态氮作为唯一氮源,随着培养时间延长,硝态氮浓度显著下降,亚硝态氮和氨氮浓度逐渐升高,表明微藻和细菌共同作用可能将硝态氮转化为亚硝态氮和氨氮;(2)当硝态氮浓度为6 mg/L时,藻类叶绿素a浓度达到最高值,随着硝态氮浓度升高,叶绿素a浓度则会降低;(3)添加硝态氮后,蓝藻门成为优势藻类,绿藻门次之;变形菌门相对丰度显著升高。研究结果为低碳高氮类水体暴发蓝绿藻水华及有效防控提供理论依据和技术支撑。 相似文献
10.
悬浮物在自然水体（池塘、河流、湖泊等）中普遍存在，相较于上覆水，是微生物更为倾向的附着载体。相较于沉积物，更易获取硝酸盐，是水体反硝化发生的热点微区。悬浮物在水体中经历一系列碰撞、絮凝、溶解、离子交换、吸附解吸等物理化学过程，从而会引起颗粒物粒径、营养盐浓度等发生变化；悬浮物的沉降和再悬浮过程也会引起上覆水和沉积物之间的物质交换，并在好氧缺氧过渡过程中对氮转化造成影响，从而直接或者间接影响水体反硝化速率。本文概括了国内外关于悬浮物影响水体反硝化的研究进展和热点，总结了不同浓度、粒径、组成和种类的悬浮物对反硝化作用的影响，从溶解氧、功能微生物、无机氮、有机碳等环境因素重点归纳了悬浮物影响反硝化的过程，比较和分析了悬浮物反硝化的测定方法。结合当前悬浮物反硝化研究现状，建议未来可以从新兴污染物悬浮物、机理模型、测定方法等方面展开深入研究。 相似文献
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潜流湿地中微生物对三峡库区微污染水净化效果的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
为了探讨潜流湿地对三峡库区微污染河水的净化效果,在野外构建芦竹、菖蒲、空心菜和无植物(空白)水平潜流人工湿地,研究人工湿地系统中微生物基本菌群和功能菌群数量分布,探讨污染物去除与微生物菌群种类和数量的相关性.结果表明:实验湿地系统运行情况良好,植物湿地系统对各污染物指标的去除效果优于空白湿地系统;芦竹、菖蒲、空心菜和空白湿地系统的微生物数量均随温度的降低而减少,其中,植物湿地系统的微生物数量高于空白系统;各湿地系统的微生物数量与水质指标去除率之间的相关性较强,在夏季,不同人工湿地系统的细菌总数与CODMn的去除率之间存在着显著的正相关,真菌、亚硝酸细菌总数与铵氮去除率之间均存在着显著的正相关,在冬季,不同人工湿地系统的反硝化细菌总数与总氮去除率之间存在着显著的正相关. 相似文献
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This study combined bacterial incubation and hydrogeochemical methods to investigate denitrification in the surface water, top soil (0–20 cm), and shallow groundwater of the Ochi wetland in Japan. Surface water was rich in nitrate (40 mg/l) and denitrifying bacteria (700 per ml). Three functional zones in the wetland were identified in the top soil and shallow groundwater. In the upstream portion of the wetland (Zone I), the counts of denitrifying bacteria in top soil increased from 5200 to 14 970 per ml and nitrate decreased from 25·4 to 1·8 mg/l. Organic carbon concentrations decreased as sulfate increased from 4·0 to 9·6 mg/l in this zone. In the middle‐stream of the wetland (Zone II), all concentrations of major anions, iron, organic carbon, and total nitrogen content in top soil were relatively constant, but the counts of denitrifying bacteria increased up to 70 200 per ml. In the downstream portion of the wetland (Zone III), complete removal of nitrate resulted in sharp reduction of counts of denitrifying bacteria. Correspondingly, dissolved oxygen (DO), organic carbon, and total nitrogen increased in this zone. Counts of denitrifying bacteria were lower in shallow groundwater than in top soil; nitrate concentrations in shallow groundwater were also very low in this zone. DO and the oxidation/reduction potential data suggest that groundwater flows to the surface along an extended flow path, thus providing nitrate for the denitrifying community. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Sulfur cycling in the biosphere is tightly interwoven with the cycling of carbon and nitrogen, through various biological and geochemical processes. Marine microorganisms, due to their high abundance, diverse metabolic activities, and tremendous adaptation potential, play an essential role in the functioning of global biogeochemical cycles and linking sulfur transformation to the cycling of carbon and nitrogen. Currently many coastal regions are severely stressed by hypoxic or anoxic conditions, leading to the accumulation of toxic sulfide. A number of recent studies have demonstrated that dissimilatory sulfur oxidation by heterotrophic bacteria can protect marine ecosystems from sulfide toxicity. Sulfur-oxidizing bacteria have evolved diverse phylogenetic and metabolic characteristics to fill an array of ecological niches in various marine habitats. Here, we review the recent findings on the microbial communities that are involved in the oxidation of inorganic sulfur compounds and address how the two elements of sulfur and carbon are interlinked and influence the ecology and biogeochemistry in the ocean. Delineating the metabolic enzymes and pathways of sulfur-oxidizing bacteria not only provides an insight into the microbial sulfur metabolism, but also helps us understand the effects of changing environmental conditions on marine sulfur cycling and reinforces the close connection between sulfur and carbon cycling in the ocean. 相似文献