【摘 要】
:
厌氧生物技术是自然生物矿化的强化,不仅能将有机物转化为CH4,还可实现物质还原或脱毒,符合绿色低碳发展理念,应用前景广阔。随着厌氧生物功能的进一步开发,新的机理和技术也应运而生。其中,微生物是功能的核心,种群建构机制是关键机理问题,对这些问题的揭示一直是环境微生物生态学的目标和挑战,微生物组学的飞速发展为相关研究的开展提供了新的机遇。本研究通过精心选择的环境变量,驯化获得甲烷氧化、产甲烷和脱氯体系
论文部分内容阅读
厌氧生物技术是自然生物矿化的强化,不仅能将有机物转化为CH4,还可实现物质还原或脱毒,符合绿色低碳发展理念,应用前景广阔。随着厌氧生物功能的进一步开发,新的机理和技术也应运而生。其中,微生物是功能的核心,种群建构机制是关键机理问题,对这些问题的揭示一直是环境微生物生态学的目标和挑战,微生物组学的飞速发展为相关研究的开展提供了新的机遇。本研究通过精心选择的环境变量,驯化获得甲烷氧化、产甲烷和脱氯体系,利用多组学和现代仪器分析技术,对各体系的效能、种群格局及代谢通路进行研究,为未来厌氧生物功能的开发提供理论依据和技术支持,主要结论如下:(1)研究中驯化获得甲烷氧化(MA)、产甲烷(MB)体系,解析和比较了富集培养物的功能、核心物种及格局,并分析了微生物的互生关系。甲烷氧化体系(MA)驯化时间长(200 d),最终硝酸盐降解率为55.12 mg N/(L·d);产甲烷体系(MB)驯化时间短(50 d),最终获得TOC降解率为141.02 mg/(L·d),达到富集目标。MA中,甲烷氧化菌Methanoperedens、Methylobacter等与硝酸盐还原菌Luteimonas、Thermomonas等形成典型的反硝化型甲烷氧化共生体系;MB中的发酵菌Peptoclostridium、Proteiniclasticum、Proteocatella等丰度高,为Methanosarcina等产甲烷菌提供底物,互惠共生。(2)考察了2种条件(H,35℃;L,30℃)下三氯酚(TCP)厌氧降解体系的菌群建构过程和效能。TCP<50μM时,2个体系TCP降解效能基本相当,L略优于H,L出水CP浓度为0.4~8.1μM,H为6.2~18μM。当TCP>50μM时,L逐渐失稳,TCP>70μM时系统逐渐崩溃,出水中含有大量苯酚和4-CP积累;而H表现出了强鲁棒性,TCP>50μM时仍可稳定运行。主要脱氯菌为unclassified Anaerolineae、Thermanaerothrix和Desulfovibrio;unclassifiedδ-Proteobacteria、Methanosarcina、Methanoperedens和Rubrobacter具有开环基因;H开环和水解功能基因丰度高于L,促进了H的效能。(3)解析了甲烷氧化、产甲烷与氯酚降解体系的代谢机制。Methanoperedens等甲基营养菌与反硝化菌在MA体系中共生,MB则是典型的乙酸型厌氧消化产甲烷体系;Anaerolineae是重要的脱氯者;KEGG代谢通路显示,还原脱氯和水解脱氯共存;芳环打开是氯酚降解的重要步骤;Methanoperedens和Methanosarcina不仅参与在甲烷氧化和产甲烷过程中,还在脱氯菌群中占据一定生态位,起催化开环作用,与脱氯菌协作共生实现氯酚降解。
其他文献
气候变化已成为当今社会最重要的环境问题,随着全球气候的不断变暖,海洋温度也随之升高;东海与毗邻的西北太平洋对我国气候的影响较大,也是近年来国际上关注的热点海域。本文利用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)海洋再分析数据集,主要研究了东海及毗邻的西北太平洋在1871~2010极端低温年和极端高温年温盐分布特征及温度和盐度的月际变化特征。本研究希望为深入了解东海及毗
随着生态旅游的快速发展,自然保护区成为新兴热门旅游目的地。自然保护区在具有高度旅游价值的同时具备自身独特的生态敏感性,应以保护为重点事项。在此背景下对自然保护区内的旅游开发与生态保护进行矛盾协调显得尤为重要。目前,越来越多的游客选择在网络上分享自己的旅游经历,使得互联网上汇集大量自发的、真实的游客信息,这种游客自发上传的地理信息为研究旅游带来的生态风险空间差异提供了新的可能性。本文以珠穆朗玛峰国家
共享单车作为近年来兴起的一种新型交通工具,在城市轨道交通的接驳中发挥着重要作用,能够妥善解决人们出行“最后一公里”的难题,提升人们的出行满意度。但是日益增多的共享单车也引发了不少新的问题,其中共享单车的时空分布不均衡问题尤为突出。当人们利用共享单车接驳地铁时,经常出现无车可用或者车辆积压过量等情况。因此基于出行者的真实需求对共享单车与轨道交通的接驳进行优化是亟待解决的问题。基于上述背景情况,本文以
研学旅行是一门新的综合实践活动课程,地理学科是开展研学旅行的主阵地,以课程化的方式开展高中地理研学旅行,有助于落实地理学科核心素养的培育。其中,课程设计是提高研学旅行课程的质量和内涵的一个重要环节,因此如何对高中地理研学旅行进行课程设计就显得尤为重要。本文通过问卷调查、访谈及对具体的课程设计案例进行分析,发现高中地理研学旅行课程在设计阶段存在的主要问题有:对研学旅行课程的价值认识不足;研学课程目标
湖泊水体是大气甲烷(CH4)的重要排放源,其中内陆小型湖泊(<1km~2)总体碳周转更为强烈,对地区气候变化具有重要贡献。内陆小型湖泊在过去因其丰度及所覆盖的陆地表面积,导致它们对全球CH4预算的潜在贡献被低估。当前长三角流域湖泊CH4排放的研究主要集中在太湖、巢湖等大型湖泊,对小尺度湖泊的研究相对缺乏,导致该地区对温室气体排放量的估算存在不确定性。本研究以长三角流域小型湖泊--大莲湖为研究对象,
绿地对改善生态环境、促进人类身心健康具有重要作用。联合国可持续发展目标11.7中指出:“到2030年,向所有人,特别是妇女、儿童、老年人和残障人群,普遍提供安全、包容、无障碍、绿色的公共空间”,但全球大部分城市都存在着分配不均衡的问题。上海大都市圈由于城市化快速发展、城市建成区人口高度集聚导致绿地分配不合理的现象受到政府、学界与居民的广泛关注。以往,绿地覆盖度仅考虑绿地数量,默认平均分配;而绿地暴
随着中国城市化程度的不断提升,城市中居民的住区品质评价已经成为一个备受关注的话题。住区品质的评价不仅能够反映出城市居民的居住质量,同时也对城市的可持续发展和未来规划起到关键性作用。尤其是在城市中老旧住区的改造问题中,为了满足居民对更好的居住品质追求,需要了解影响人们对住区品质感知的关键要素,并对要素的具体的影响程度做出评价。但是传统城市品质评价的方法往往将关注的重点放在了城市的基础设施建设和建筑物
2019年,长三角生态绿色一体化发展示范区正式成立,2020年,《长三角生态绿色一体化示范区国土空间总体规划(2019-2035年)》正式发布公示。长江三角洲区域一体化发展是一项重大国家战略,长三角生态绿色一体化发展示范区是长三角一体化发展战略的先手棋和突破口,是我国区域一体化制度创新实践的重大举措和空间载体。示范区总规为示范区提出“世界级滨水人居文明典范”的总体发展愿景。示范区发展总体围绕生态绿
N-甲基-2-吡咯烷酮(N-Methylpyrrolidone,NMP)具有良好的化学稳定性、热稳定性、溶解性,被广泛应用于锂电池、电路板、液晶电子、半导体、绝缘材料等制造领域。消除NMP废水对环境污染的各种方法中,生物方法由于其成本低廉、经济可行而得到广泛应用。通常,要得到高效的NMP降解活性污泥往往需要约两个月甚至更长的时间对普通活性污泥进行生物驯化,才能得到高效的NMP的降解活性污泥。但是,
受全球变暖和海平面上升影响,沿海风暴潮洪水风险不断恶化,尤其在河口三角洲地区,人口密集、经济发达,对风暴潮等海洋动力灾害高度敏感。上海位于长江三角洲前缘,是中国经济最发达的特大型城市,长期以来主要依靠“硬”质海塘实现海洋灾害风险防范。近年来,基于自然的洪水防御(Nature-based flood defense,NBFD)措施逐渐兴起,作为一种绿色生态友好型堤防设计方案,备受关注。然而,构成绿色