目的:微生物是降解磺胺类抗生素(sulfonamides,SAs)的主要驱动者,但在抗生素胁迫下易处于活的非可培养状态(viable but non-culturable,VBNC)而无法筛选得到;利用藤黄微球菌产生的复苏促进因子(resuscitation-promoting factor,Rpf)改善VBNC降解菌群的生长繁殖特性,提高废水的抗生素去除效果.方法:以磺胺二甲嘧啶(sulfamethazine,SMZ)废水为处理对象,利用Rpf蛋白的复苏作用驯化SMZ废水处理系统内活性污泥中潜在的功能降解菌群.结果:当SMZ质量浓度为0.5mg/L时,投加Rpf蛋白后,SMZ的去除率提高了 9.38％;当SMZ质量浓度增加到20 mg/L时,SMZ的去除率提高了 17.10％;高通量测序结果表明,Rpf蛋白的投加主要促进了与SMZ降解相关的归属于变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)的unclassified_f_Comamonadaceae、OLB8、Shinella和Rhodococcus等在系统内的富集,进而提高了 SMZ去除效果.结论:首次利用Rpf强化微生物降解SMZ废水,为Rpf应用于其他磺胺类抗生素的去除提供了理论基础.

近年来国际禁毒形势日趋严峻,2021年UNODC年终报告显示十年来甲基苯丙胺、大麻、可卡因等传统毒品贩运量持续上升,新精神活性物质(NPS)层出不穷,毒品及其前体、代谢物已成为一组新污染物,随着制造、贩运中的倾倒和吸毒者滥用广泛存在于水体、大气、污泥和土壤等环境介质中,危害人类和动物安全.环境中的毒品检测数据可以客观、实时、准确和有效地反应当地毒品使用情况,掌握空间分布和时间变化规律,监测毒情发展态势并合理评估毒品滥用趋势,通过综合全面的数据分析协助打击相关违法犯罪活动.目前污水监测已经成为全球各国毒情监测的重要手段,通过污水检验可以合理评估某地毒品消耗量,同时通过污水管网溯源技术可以有效缩小制毒窝点地域排查范围,做到精准打击.而大气和污泥以及土壤中的毒品检测在国外部分国家和城市已有开展,但并未作为一项长期监测手段.通过多种方式对环境中的毒品进行长期监控,不仅有利于更新地区的毒情状况,而且能够更好地了解当地毒品使用变化趋势并发现新的滥用毒品.对于未来更精准监控和打击毒品犯罪提供数据支撑.本文综述了国内外包含污水、大气、污泥在内的不同环境基质中,毒品等相关化合物检测的方法和研究进展,包括目前研究中相关化合物在不同环境中的来源和存在形式、不同基质样品的制备以及在环境中的浓度分析,结合目前各类检测方法中存在的问题与不足,最后对环境中毒品检测技术和毒情综合监测体系进行展望.

为挖掘降解氯霉素的微生物菌种资源,从处理氯霉素废水的生物接触氧化反应器内活性污泥中分离筛选得到1株氯霉素降解菌CC18,通过形态观察、生理生化特征、16S rRNA基因序列分析,鉴定菌株CC18归属于墨西哥假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas mexicana).菌株CC18降解氯霉素的最佳条件:接种量4％、pH值为7、培养温度28 ℃,24 h后其对20 mg/L氯霉素的降解率为22.9％.响应面试验结果表明,当接种量为3.6％,pH值为7.6,温度为30 ℃时,24 h后菌株CC18对20 mg/L氯霉素的降解率为30.6％.研究发现,墨西哥假黄单胞菌具有降解氯霉素的能力,不仅丰富了氯霉素降解菌库,也为环境中氯霉素污染的微生物强化处理提供了理论基础.

为提高农村污水工艺选择的科学性和合理性,本研究构建了生命周期可持续性评估(LCSA)和多准则决策分析(MCDA)耦合模型,以人工湿地(CW)、序批式活性污泥法(SBR)、"厌氧-缺氧-好氧"工艺(A2O)、膜生物反应器(MBR)和生物接触氧化(BCO)为研究对象,在出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准的条件下进行评价并提出改进建议.结果表明,各系统在运行阶段贡献了绝大多数环境影响(超过85％)和经济成本(60％以上).CW的环境可持续性和经济可持续性最优,但占地面积较大;MBR环境和经济可持续性最差,但其社会可持续性较好.A2O运行过程中需要较多的能源,使其环境和经济可持续性表现不佳,而SBR和BCO各方面的可持续性较为均衡.针对不同利益相关者进行的MCDA结果表明:MBR、SBR和BCO在不同的偏好下各有优势,CW可持续性最优(0.59～0.70);然而,当占地面积的主观权重达到65％后,CW不再是最优方案.基于评价结果,使用者可以通过优化运行阶段消耗、根据排水去向灵活调整排放标准等方式提升污水处理工艺的可持续性,降低环境、经济和社会维度的负面影响.

从活性污泥中筛选到一株高效的耐低温脱氮菌株W4,评估了该菌株在5、15和25℃下的脱氮性能.结果表明,W4属于假单胞菌属(Pseudomonas),能够在4～42℃、盐度(NaCl)为0～30 g·L-1与pH 6～9条件下生长.在5 ℃条件下,菌株W4能够在72 h内将初始浓度为76.0 mg·L-1的NH4+-N去除74.3％,相应的脱氮平均速率达0.78 mg·L-1·h-1.好氧条件下菌株在5 ℃时可去除42.4％的NO3--N(86.3 mg·L-1)或38.2％的NO2--N(82.2 mg·L-1);在15、25℃条件下菌株脱氮能力进一步提高,对NH4+-N的去除率超过95％,对NO3--N和NO2--N的去除率分别超过66％和69％.菌株W4具有异养硝化-好氧反硝化(HA-ND)代谢活性,在硝化过程中不出现N02--N的积累,在中低温条件下去除无机氮污染具有较好潜力.本研究结果有助于丰富低温脱氮微生物资源并可为HA-ND脱氮工艺提供支撑.

文章分别向东北某污水处理厂2个完全独立的生物反应器中投放乙酸钠和麦可碳 2000来驯化活性污泥,之后对污泥样品依次进行DNA提取、PCR扩增后再进行 16S rRNA高通量测序分析,以探究经过这两种不同碳源驯化后活性污泥的生物多样性和微生物群落结构的差异以及其对总氮去除效果的影响,以期为污水处理厂选择合适的碳源提供理论参考.

文章对海南某焦炭制造厂的全规模污水处理系统进行了深入分析,该系统包含两个缺氧罐、四个好氧罐和三个硝化罐及相关配套设施.在研究过程中对系统的污水净化性能进行了评估,并基于运行参数对全规模颗粒污泥去氮的出水浓度影响进行了探讨.结果表明,尽管系统面临苯酚、SCN、氨和氰化物等污染物带来的硝化作用不稳定的问题,但通过调整废水净化系统的运行参数,可以达到对排放浓度的调控.此外,研究还展示了微生物活性在颗粒污泥硝化和反硝化活性的变化中所发挥的关键作用.因此,研究为提高工业废水的处理效率,特别是提高全规模颗粒污泥法的氮素去除效率提供了有益的研究成果和实践建议.

为强化新的絮团形成菌伪杜擀氏菌YN12(Pseudoduganella eburnea YN12,YN)利用养殖尾水生成生物絮团效果,并将絮团制成饲料,探讨在胡子鲶(Clarisfuscus)饲养上的可行性.在生物絮团系统中,接种活性污泥(Activated sludge,AS)、伪杜擀氏菌YN12和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,BS)并配制成7组(AS、YN、BS、AS+YN、AS+BS、YN+BS和AS+YN+BS),分析絮团形态结构差异,评估出对模拟养殖尾水氮去除效果及微生物群落结构优势的最佳组合,最终收集最佳组合絮团烘干研磨成粉末添加到商业饲料制粒,分成对照组和絮团组两组,探讨对胡子鲶的生长性能、饲料利用率、肌肉营养成分及肝脏的消化酶和免疫酶活性的影响.结果表明:YN+BS组水质净化效果稳定,总氮去除效果(89.6％)良好,氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐积累低,具有良好的絮团生成量(9.0 ml/L)及占据优势(47.5％)的反硝化菌群(包括Hydrogenophaga、Flavobacterium、Pseudoxanthomonas、Burkholderiaceae、Comamonas、Acinetobacter等).该组絮团粉以5％比例与商业饲料混合、研磨加工制粒后用于胡子鲶养殖,发现胡子鲶生长性能[包括存活率:(100±0.00)％＞(95±0.00)％;增重:(2.81±0.35)g＞(2.52±0.52)g;体长增加(1.68±0.36)cm＞(1.51±0.34)cm]和饲料系数55±0.03＞46±0.12均优于纯商业饲料的对照组,然而在淀粉酶等消化酶、免疫酶包括过氧化氢酶、总超氧化物歧化物、谷胱氨酸过氧化物酶等及肌肉营养成分包括谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸等鲜味氨基酸上均低于对照组.YN+BS组絮团饲料在生长性能占据优势,然而在消化能力、免疫活性及肌肉营养成分上并未表现出明显优势,需要进一步调整水平絮团添加水平以优化胡子鲶饲养效果.

为实现甲醛的高效无害处理,以甲醛为唯一碳源,从天津市某污水处理厂的好氧池活性污泥中分离筛选得到1株高效甲醛降解细菌WY0,研究其生长特性及不同培养温度、接种量、pH值、甲醛质量浓度、NaCl质量浓度以及外加碳氮源等条件对菌株降解甲醛的影响,并运用Three-Half-Order动力学方程拟合菌株在不同质量浓度甲醛下的降解过程.结果表明:通过菌落形态和分子生物学鉴定,将WY0鉴定为马氏无色杆菌(Achromobacter marplatensis).菌株WY0的最大比增长速率(SGompertz模型)为0.603,在10％接种量、温度25～35℃、pH值4～6、NaCl质量浓度为0～30 g/L的条件下均能高效降解甲醛,能够耐受1 000 mg/L甲醛,Three-Half-Order模型与菌株的甲醛降解过程拟合度良好,R2均大于0.96.A.marplatensis可在高盐环境下正常降解甲醛,为甲醛废水的生物处理过程提供了新的菌种选择.

文章基于高通量测序技术对污水处理厂微生物群落多样性进行分析研究,并针对污水处理脱氨氮效率低,产生二级污染物等问题,筛选分离出同步硝化好氧反硝化菌实现高效脱氮,探索其脱氮特性,为强化微生物法处理高氨氮废水提供新的菌源.微生物多样性分析结果显示,脱氮系统具有丰富的群落多样性,其主要菌门为变形杆菌门(Proteobacteria),主要优势菌属为陶厄氏菌属(Thauera sp.).从污水处理系统的活性污泥中分离鉴定高效脱氮菌株.通过形态观察和 16S rDNA基因序列比对,鉴定分离菌株为康德拉氏副球菌(Paracoccus kondratievae);测定不同氮源降解过程中菌体生长量变化和脱氮效率,分析其同步硝化好氧反硝化性能,结果显示,其 24h内的氨氮去除率为 99.91%,将菌株应用于实际污水处理中,其总氮、氨氮、硝氮脱除率分别为 60.70%,88.77%和86.35%.