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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2021,(Z1)
采用能耐受3%盐度的活性污泥处理高盐度废水,探究了盐度升至4%～7%对污染物去除的影响,考察了微生物活性和群落结构随盐度升高的变化。结果表明,盐度提升到4%、5%和6%对COD、NH~+_4-N和总无机氮(TIN)去除几乎没有影响,而7%盐度时三者的去除率均明显下降;盐度提高到4%对污泥的氨氧化活性和亚硝酸盐氧化活性有刺激作用,使两者提高,而盐度提高到5%、6%和7%时氨氧化活性受到明显抑制,亚硝酸盐氧化活性在6%和7%盐度条件下明显降低;盐度提升使硝酸盐和亚硝酸盐还原活性均受到明显抑制;耗氧速率测试结果表明,盐度提升对自养硝化菌的负面影响较异养好氧菌更大。微生物群落结构随盐度升高发生了明显变化,微生物群落丰富度和多样性均在6%盐度时最大,3%盐度时Roseovarius为优势菌属,而盐度提高至4%～7%时Azoarcus成为优势菌属。氨氧化菌(AOB)只在3%、4%和6%盐度下被检出,亚硝酸盐氧化菌(NOB)在所有盐度下均未检出,短程硝化反硝化(PND)为主要脱氮途径;自养反硝化菌、好氧反硝化菌和厌氧氨氧化菌的存在说明脱氮途径不局限于传统的自养硝化-异养反硝化。盐度驯化提高了活性污泥的抗盐能力,使生物法处理超高盐废水成为可能。 相似文献
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借助自主研发的深海水体原位定植培养系统,在南海3 300 m的深海水体中进行了氮循环微生物的原位培养.通过向富集仓中投加缓释肥(铵盐、硝酸盐和尿素)进行了为期17个月的原位富集.结合高通量测序技术和分离培养的方法,对深海原位富集物及实验室二次富集物进行了微生物多样性分析. 16S rRNA基因高通量测序结果表明,在南海原位富集样品中,细菌以变形菌门丰度最高,富集仓内脱脂棉附着介质和仓内水样中的最优势属分别为希瓦氏菌属(Shewanella)和科韦尔氏菌属(Colwellia);古菌以奇古菌门为主,其中氨氧化古菌(AOA)所占比例很高.通过平板培养分离到17株细菌,主要包括盐单胞菌属(Halomonas)、海杆菌属(Marinobacter)和亚硫酸盐杆菌属(Sulfitobacter)等.通过不同起始氮源(氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐)和培养温度(28℃和10℃),对原位富集样品进行实验室二次富集,获得了5个富集菌群.分析发现,它们均具有较好的脱氮效果,可以产生N_2O或N_2;这些菌群均以盐单胞菌属占绝对优势,其次为海源菌属(Idiomarina)或海杆菌属,其中盐单胞菌和海源菌成功获得分离.单菌功能验证表明,分离获得的盐单胞菌具有好氧反硝化能力,其在原位环境下反硝化活性尚有待确认. 相似文献
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本文研究碳氮(C/N)比变化对移动床生物膜反应器(MBBR)处理海水养殖废水性能的影响。结果表明,当C/N比从7∶1降至3∶1,出水COD浓度无明显变化,平均去除率保持在90%以上。C/N比的变化对脱氮过程有较大影响,当C/N比从7∶1降低至3∶1,NH+4-N去除率由89.51%±1.24%增至92.70%±1.08%,NO-2-N浓度由(4.84±0.50)mg/L降至0 mg/L,NO-3-N浓度由(0.47±0.29)mg/L升至(8.12±0.25)mg/L。C/N比的降低提高了比氨氧化速率、比亚硝酸盐氧化速率和与硝化相关的微生物酶活性,但降低了比耗氧速率、比硝酸盐还原速率、比亚硝酸盐还原速率、脱氢酶活性和与反硝化相关的微生物酶活性。松散型胞外聚合物和紧密型胞外聚合物的多糖含量随C/N比的降低而降低,说明在低COD条件下,多糖能够被微生物利用。微生物群落的丰富度和多样性随C/N比的降低而降低,硝化菌属(Nitrosomonas和Nitrospira)和反硝化菌属(Azoarcus、Comamonas、Hyphomicrobium、Paracoccus、Thauera、Devosia、Pseudomonas和Rhodanobacter)的相对丰度发生改变,从而影响MBBR脱氮性能。 相似文献
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硝化作用是海洋氮循环的核心过程。作为硝化过程关键步骤的氨氧化过程的主要参与者,氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化作用的相对贡献是海洋氮循环关注的热点问题之一。本文选取渤海和南黄海20个站位的表层沉积物,通过微宇宙培养实验研究了沉积物中氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化潜势的相对贡献。结果表明,渤海和南黄海海域表层沉积物中潜在硝化速率(以氮计,下同)为0.004 6～0.283 1μmol/(g·d),其中氨氧化古菌潜在硝化速率为0.004 3～0.274 3μmol/(g·d),氨氧化细菌潜在硝化速率为0.000 4～0.056 0μmol/(g·d)。氨氧化古菌是硝化潜势的主要贡献者,在渤海海域的贡献率为59.79%～97.95%,在南黄海海域的贡献率为18.47%～94.26%。渤海海域潜在硝化速率显著高于南黄海海域。此外,本研究海域中盐度是影响潜在硝化速率的关键环境因子,对渤海海域的分析则表明越高的NO3-浓度可能指示着越高的硝化潜势。在河口及近海沉积物中,氨氧化古菌在硝化过程中起着更加重要的作用;河口和近岸沉积物硝化潜势总体高于远海。本研究为进一... 相似文献
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为研究超深渊海参肠道微生物多样性,了解其所在沉积环境的物质循环特征,利用MiSeq高通量测序技术,对雅浦海沟海参肠道微生物16S rDNA的V3-V4和V4-V5可变区基因序列进行了扩增,并与近岸养殖刺参(Apostichopus japonicus)肠道微生物的多样性和组成进行比较。实验结果显示,与养殖刺参比雅浦海沟海参肠道细菌的多样性(辛普森指数和Chao1指数)和丰富度(ACE指数和香农指数)均较低;雅浦海沟海参肠道细菌主要包括γ-变形菌(Gammaproteobacteria,34.1%)、α-变形菌(Alphaproteobacteria,16.0%)和拟杆菌(Bacteroidetes,24.0%),古菌主要由奇古菌门(Thaumarchaeota,98.8%)组成;雅浦海沟海参肠道中,化能自养的氨氧化古菌亚硝化侏儒菌属(Nitrosopumilus)相对丰度达95.6%,甲基营养的硝酸盐还原菌(Methylotenera)相对丰度为10.6%;而养殖海参肠道中硫酸盐还原菌(28.1%)和硫氧化菌硫卵形菌属(Sulfurovum,13.7%)的相对丰度较高。16S rDNA基因序列的系统进化分析结果表明,亚硝化侏儒菌与超深渊沉积环境中奇古菌门亲缘关系最近,且遵循氨氧化古菌从陆地到深海进化的理论;雅浦海沟海参和养殖海参的肠道微生物组成差异可能反映了超深渊和近海沉积环境中氮循环、硫循环特征。本研究可以为揭示超深渊物质循环和能量流动及生命演化提供参考。 相似文献
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辽河口区域丰富的生物多样性在生物地球化学循环和维持生态系统功能等方面发挥着极其重要的作用。研究辽河口表层沉积物中参与常见地球化学循环的功能基因及其关键影响因子,对揭示和预测辽河口沉积物微生物的功能代谢潜力和受环境变化的影响具有重要意义。应用功能基因芯片(GeoChip 4.0)技术开展微生物功能基因多样性研究。结果表明:在6个沉积物样品中,检测到各类型功能基因48742个,反映了9个微生物介导的关键生物过程。其中,碳循环相关功能基因最多,其次是氮循环和硫循环,而磷循环相关功能基因较少。各站位生物过程相关的功能基因数量和荧光信号值整体呈由远海到近海上升的趋势,即河相区的微生物功能基因较海相区与混合区普遍丰富。碳循环中参与碳固定的基因荧光信号值最高。氮循环中反硝化功能基因荧光信号值最高。总磷与硝酸盐是影响微生物功能基因多样性分布格局的重要因素。该研究有助于了解环境变化对辽河口沉积物生态系统结构和功能的影响,为研究辽河口表层沉积物微生物介导的生物地球化学循环提供科学依据。 相似文献
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本文基于大洋第48航次在西太平洋马尔库斯 威克海山多金属结核区采集的6个表层沉积物样品的高通量测序结果,开展底栖细菌群落结构调查,共获得253012条序列,分属于41个门、85个纲、189个目、261个科和322个属。其中,变形菌纲(Proteobacteria)为优势类群,分为γ 、α 和δ 三个亚群,分别占总序列条数的24.76%、20.21%和6.48%。绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)及硝化螺旋菌门(Nitrospirae)等类群的序列数和属种较丰富。对序列条数大于1%的OTU(operational taxonomic units)分析,共获得优势菌群23个目,包含6个优势科,10个优势属,其中,铁锰功能细菌占10.20%,主要来自交替单胞菌属(Alteromonas)(6.90%)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)(1.80%)和希瓦氏菌属(Shewanella)(1.00%)等,另外还存在参与氮和硫元素循环的种属。PICRUSt功能预测分析显示结核区细菌主要涉及信号转导、蛋白转运、原核生物固碳、群体感应、能量转换、氨基酸和嘧啶代谢等功能。BC1826站位与其他站位相比,细菌多样性较低。结合沉积柱粒度分析结果,推测BC1826站位微生物群落结构的差异与沉积扰动有关,两者具有一定的响应关系。与已有研究成果汇总对比发现,西太平洋结核区与东太平洋结核区的细菌群落组成结构有较大差异。 相似文献
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本研究在长江口附近海域采集表层沉积物,采用实验室模拟培养与分子生物学手段相结合的方法,通过测定纳米氧化锌(ZnO NPs)和菲(Phe)胁迫下沉积物中NO-3-N和NO-2-N浓度和反硝化还原酶活性及反硝化细菌基因丰度和群落多样性变化,目的是比较研究ZnO NPs和Phe对河口区沉积物反硝化作用及功能菌群落结构的影响,并探讨其作用过程和可能的作用机制。结果表明:ZnO NPs和Phe对沉积物硝酸盐还原能力和亚硝酸还原能力均产生抑制作用,浓度越高,抑制作用越强,其中亚硝酸盐还原过程受到2种污染物抑制更强烈,加重了沉积物亚硝酸盐的累积。ZnO NPs对沉积物硝酸盐还原能力、硝酸还原酶活性、narG基因丰度的抑制程度大于Phe,Phe对沉积物亚硝酸盐还原能力、亚硝酸还原酶和nirS基因丰度的抑制程度大于ZnO NPs,表明对反硝化还原酶和反硝化功能基因的抑制是外源污染物胁迫影响反硝化过程的主要机制。ZnO NPs和Phe降低了沉积物反硝化菌群落多样性水平,增加沉积物中Halomonas的优势度,降低了Bacillus的优势度,但Phe对沉积物群落多样性和组成的影响更加明显,说明Phe对长江口海区的生态影响大于ZnO-NPs。 相似文献
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厌氧氨氧化是细菌在厌氧条件下将氨氮氧化成氮气的过程,主要应用在污水处理反应器中,最近几年发现在海洋环境中也广泛存在,并在海洋氮循环过程中发挥了重要作用,代表了海洋中一个巨大的氮汇,对碳循环和全球气候变化也有重要影响。梯烷膜脂结构独特,是厌氧氨氧化细菌的化学生物标志物,具有化学分类与古海洋学应用潜力。厌氧氨氧化作用及厌氧氨氧化细菌已成为海洋生物地球化学、微生物学、有机地球化学等研究领域的热点。 相似文献
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海洋环境中的厌氧氨氧化细菌与厌氧氨氧化作用 总被引：1，自引：0，他引：1
厌氧氨氧化是细菌在厌氧条件下将氨氮氧化成氮气的过程,主要应用在污水处理反应器中,最近几年发现在海洋环境中也广泛存在,并在海洋氮循环过程中发挥了重要作用,代表了海洋中一个巨大的氮汇,对碳循环和全球气候变化也有重要影响.梯烷膜脂结构独特,是厌氧氨氧化细菌的化学生物标志物,具有化学分类与古海洋学应用潜力.厌氧氨氧化作用及厌氧... 相似文献
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为加深对海洋生物地球化学循环过程和海洋生态系统功能的认知,并为相关研究提供科学依据,文章综述海洋中碱性磷酸酶及其活性的研究进展,并提出展望。研究结果表明：碱性磷酸酶主要来源于浮游植物、浮游动物和细菌,通常根据滤膜孔径等进行分类,对于海洋碳、氮、磷循环和调节生物群落组成具有重要意义;碱性磷酸酶活性通常采用水解荧光模拟底物法定量研究,并在全球海洋范围具有一定的水平、垂直和季节分布特征,影响碱性磷酸酶活性的典型环境因子包括太阳辐射、海水温度、河流输入、上升流、溶解态有机磷、溶解态无机磷、溶解态无机氮、金属离子以及病毒裂解、浮游动物捕食和排遗作用等。 相似文献
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M. Dileep Kumar A. Rajendran K. Somasundar B. Haake A. Jenisch Z. Shuo V. Ittekkot B.N. Desai 《Marine Chemistry》1990,31(1-3)
We report here the non-conservative behaviour of DOC in the northwestern Indian Ocean by studying this parameter together with other carbon and nitrogen components. This contrasts with earlier reports of conservative behaviour. Concentrations of DOC, 3–4 times higher than those reported earlier, were found to decrease northward from the equator. Total carbon dioxide (TCO2) increases in proportion of the oxygen utilized, thus revealing the dominant biological role in the carbon turnover. The CO2 added through dissolution of biogenic debris is found to decrease southward, in general. Decomposition of organic material contributes at least 64% to the CO2 addition that increases southward, the rest being from dissolution of skeletal material. Evidence is provided for the utilization of oxygen and nitrate for DOC oxidative decomposition. Accumulation of DOC without its complete oxidation to CO2 could be the main reason for the TCO2 decrease in southern Arabian Sea. Relationships of DOC with nitrification and denitrification processes show that the microbial population plays a major role in regulating the DOC contents in the seawater of this region. Consumption/decomposition by denitrifying bacteria and other micro-organisms responsible for nitrogen cycling in the sea are found to be intimately related to the DOC dynamics and are responsible for decreased DOC concentrations in the north. DOC accumulation in the southern Arabian Sea seems to facilitate bacterio-particulate aggregate formation and consequent nitrification, which results in excess nitrate. Application of a one-dimensional advection-diffusion model to the present data set provides evidence for the non-conservative nature of DOC in the Arabian Sea. 相似文献
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海洋中不产氧光合细菌的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
介绍了海洋中需氧的不产氧光养菌(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria,简称AAP细菌)在全球海域的分布和丰度、光合作用能力、系统发生、多样性,以及与光合自养生物的关系、在海洋碳循环中的贡献等方面的研究进展,阐述了海洋中不产氧光合细菌在碳、氮、硫、铁等物质循环过程中的重要性和一些新种的发现及其应用,指出了目前海洋中不产氧光合细菌研究中存在的问题。 相似文献
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采用在模拟池塘中投放过硫酸氢钾复合物（KMPS）进行对比实验的方法,探究KMPS对养殖底质硝化作用的影响。通过对氨氮和亚硝态氮含量的检测,探究对不同时期氮素转化的影响,低频率高剂量投放组中的氨氮和亚硝态氮含量显著降低,而高频率低剂量组中氨氮和亚硝态氮的含量显著上升。高频率低剂量KMPS的投放使氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）丰度降低,而低频率高剂量KMPS的投放不会造成丰度降低,而且还表现出部分时期AOB丰度的上升。进一步对群落结构进行分析发现KMPS的投放使AOA群落中Nitrosopumilu属相对丰度降低,Nitrososphaera属的相对丰度上升,这种相对丰度的变化与KMPS的投放方式无关;但AOB群落受到KMPS投放方式的影响,低频率高剂量的KMPS投放下AOB群落优势属相对丰度显著提高。以上结果均说明低频率高剂量KMPS的投放起到了促进底质硝化作用的效果。同时,可为KMPS用于对虾养殖池塘底质改良开辟一个新的途径。 相似文献
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海洋沉积物作为生源要素氮的重要源与汇，在其生物地球化学循环中起着至关重要的作用。该项研究旨在查清海洋沉积物中氮的存在形态及其生态学意义。氮是生物生命活动必需的营养要素，海洋中的氮往往是海洋初级生产力的限制因子，氮的吸收与再生释放在估算海洋新生产力和生源要素的生物地球化学循环率上也有重要贡献。海洋沉积物中的氮作为海水中氮的重要供给源是海洋生物赖以生存的重要物质基础，对维持海洋生态平衡、修复失衡的海洋生态环境具有重要意义。但由于不同海区海洋沉积物的来源和环境不同，氮的形态和含量亦不相同，可被生物吸收和利用的数量就不相同，因此造成了不同海区生物种群和环境不同，进而影响生态环境。因此，研究海洋沉积物中氮的形态，了解各个形态与沉积物中生物种群及与环境的关系，确定其生物和化学活性，査清氮不同形态的生态学功能，对于深入探讨海洋生物资源可持续利用的方法和策略具有重要意义。本文主要阐述海洋沉积物中氮的存在形式与分布、氮的早期成岩和去营养化作用、硝化和反硝化作用以及氮与生物特定种群的关系等，探讨了影响海洋沉积物中的氮循环的主要因素，并分析了海洋沉积物中的氮与生态系的关系，以期对研究氮的海洋生物地球化学过程有所帮助。 相似文献
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Maintaining stable water quality is one of the key processes for recirculating coral aquaculture. Traditional aquarium systems which mainly utilized a nitrification of nitrifying bacteria attached to the surface of massive artificial filter material are difficult to maintain the oligotrophic conditions necessary for coral aquaculture. This study investigated the removal effects of dissolved inorganic nitrogen(ammonia and nitrate) by live rock(LR), a key component in the "Berlin system" coral aquarium. The expression levels of bacterial functional genes, AOA3,amo A and nos Z, were measured on the exterior and interior of LR. The nitrifying and denitrifying bacterial abundance on LR was quantified and the nitrogen nutrient regulatory effects of LR were evaluated. The results demonstrated that LR mainly removed ammonium(NH_4~+) from the water with a mean efficiency of 0.141 mg/(kg·h), while the removal of nitrate(NO_3~–) was not significant. Bacterial diversity analysis showed that ammonia-oxidizing bacteria(AOB) were the most common bacteria on LR, which accounted for 0.5%–1.4% of the total bacterial population, followed by denitrifying bacteria, which accounted for 0.2% of the total population, and the ammonia-oxidizing archaea(AOA) were the least common type(0.01%). The low abundance of denitrifying bacteria may be responsible for the poor nitrate(NO_3~–) removal of LR. Thus, other biological filtration methods are needed in coral aquaria to control nitrates generated from nitrification or biological metabolism. 相似文献