2022, 62(2):489-507.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210321CSTR: 32112.14.j.AMS.20210321
摘要:红树林(mangrove)是海陆交汇带重要的湿地生态系统,也是环境污染物蓄积与转化的热区。多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)因其环境蓄积特点在红树林生境中广泛分布,威胁生态系统健康,其降解转化是近年的研究重点。本文聚焦红树林湿地多环芳烃的微生物降解研究现状,从红树林生境的PAHs生物降解规律、降解功能微生物、降解影响因素等角度综述了国内外最新的研究进展。总结发现,红树林中的PAHs含量高于林外光滩,集中于垂向10—20 cm深的沉积物中。PAHs厌氧降解相应的电子受体中,以SO42–浓度最高,且渗入泥层更深,是红树林沉积物的主要电子受体;其次是NO3–、CO2、Fe (Ⅲ)和Mn (Ⅳ)。PAHs降解菌多样性高,其中以Sphingomonas、Bacillus、Novosphingobium和Sphingobium报道最多。红树林生境中好氧-厌氧交替的独特环境、湿地植物根际泌氧和分泌物以及外源生物刺激因子是影响PAHs生物降解的主要因素。目前多数结果都是基于室内实验,而红树林生境复杂,建议未来面向PAHs污染修复的实际需求,针对红树林的环境特点挖掘相应的PAHs降解功能微生物种质资源,并从应用工艺等方面开展深入的研究。
2023, 63(2):540-552.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220428CSTR: 32112.14.j.AMS.20220428
摘要:电活性微生物是一类能够通过直接接触、导电菌毛或氧化还原介质与电极或者其他细胞进行胞外电子传递的微生物。而在这个过程中,胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)扮演着重要的角色。EPS是微生物生长过程中通过细胞裂解、水解分泌的高分子聚合物的混合物,主要由蛋白质、多糖和腐殖质等物质组成。来自电活性微生物的EPS的不同组成成分和特性会对EPS的电活性以及电活性微生物胞外电子传递产生一定的影响,同时在环境应用方面发挥重要作用。因此,为了更全面了解电活性微生物EPS的电活性及其对电活性微生物胞外电子传递的作用,本文总体介绍了电活性微生物EPS的电活性的直接表征方法,再从组成成分、化学性质、物理性质和空间分布4个方面综述了其对EPS电活性的影响及其在电子传递中的作用,介绍了当前电活性微生物EPS在染料废水脱色、重金属吸附、有机污染物的生物转化和渗滤液管理等方面的环境应用,并从表征方法、试验规模和互作机理研究等角度展望了未来的研究方向。
2024, 64(11):4119-4133.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240320CSTR: 32112.14.j.AMS.20240320
摘要:氮是地球上的生物体必不可少的元素,它以不同的形态在生物圈中不断地循环转化。以光催化材料构建的生物杂化体是近年来产生的一种新的体系,它将光催化物质和电活性微生物结合起来,集成了光催化剂优异的光捕获性能,产生电子及生物高效的催化能力。因此,研究该体系在氮循环中如何发挥作用及相关机制等方面具有重要的意义。本文介绍了微生物氮循环和生物杂化体驱动的氮循环过程,重点阐述并总结了以光催化材料构建的生物杂化体驱动氮循环的几种类型、优缺点及电子传递的相关机制,并从光催化材料的性质、微生物的性质,以及如何复合光催化材料及微生物3个方面提出了今后发展的方向。
2022, 62(3):918-929.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210379CSTR: 32112.14.j.AMS.20210379
摘要:在污水处理领域,藻菌共生有同步脱氮、除磷效率高、排放温室气体量低、生物质可资源化回收等优势,近年来受到学者的重视。目前鲜有综述污水处理中藻类与细菌、真菌及混合藻菌间互作机制的文章。本文从藻类-细菌、藻类-真菌、混合藻-混合菌3个方面介绍藻菌共生处理污水的研究进展,重点阐述藻菌间营养物质交换、信号传导及生物絮凝3种不同互作机制,总结污水处理中常见的藻菌共生生物反应器及其应用效果,并从互作机理研究、规模化应用及生物质回收利用的角度展望了今后的研究方向。