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1. 流动室系统中含氮杂环化合物降解菌的生物膜形成特征研究

熊富忠, 张楠, 温东辉, 李琪琳

北京大学学报自然科学版 2020, 56 (5): 907-916. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.060

摘要（743）

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PDF（pc）（27662KB）（177）

采用流动室(Flow Cell)生物膜发生装置和激光共聚焦显微镜观察技术, 揭示不同环境条件下含氮杂环化合物(nitrogenous heterocyclic compounds, NHCs)降解菌的生物膜形成特征。结果表明, 增加初始接种菌液浓度并延长初始黏附时间, 有利于吡啶降解菌在基质表面的黏附和生物膜形成; 降低培养基流速, 细菌生物膜更加均质化且形成水通道结构; 不同条件下的生物膜都存在内层活细胞比例较低, 外层活细胞比例较高的规律。此外, 还发现相对于单一菌株, 混合菌株在生物膜厚度、基质覆盖率与活细胞比例上都更具优势。目标NHC浓度对喹啉降解菌生物膜的形态和活性也有明显的影响: 低浓度下降解菌团聚结构分布较零散, 但具有较大的体积; 高浓度下降解菌团聚结构明显变小, 在基质表面的分布则更均匀; 低浓度下生物膜的活细胞比例显著高于高浓度下的生物膜。

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2. 城镇污水处理系统中4种抗生素抗性基因的沿程变化

包樱钰, 谢辉, 陈吕军, 温东辉

北京大学学报自然科学版 2020, 56 (4): 772-776. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.046

摘要（764）

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PDF（pc）（593KB）（288）

为探究抗生素抗性基因(ARGs)在城镇污水处理系统中的沿程变化, 针对4种关注度较高的ARGs (sulII, ermB, tetC 和 blaPSE-1)和I型整合子的整合酶基因(intI1), 选取京津冀地区一座中小城镇的污水处理厂, 使用普通PCR和实时荧光定量PCR技术, 对各工艺单元的水样进行细胞内ARGs和 intI1的定性及定量检测分析。结果表明, 4种ARGs和intI1普遍存在于城镇污水处理系统中, 出水中ARGs和intI1的绝对丰度降低, 去除量在 1.26~2.30 logs之间。相关性分析表明, intI1和水质因子(pH, COD和NH₃-N)可能与4种ARGs的传播扩散有关。

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3. 多株吡啶高效降解菌的降解性能与生物膜形成特性的研究

赵小希, 熊富忠, 温东辉, 李琪琳

北京大学学报自然科学版 2019, 55 (6): 1129-1140. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2019.088

摘要（1170）

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PDF（pc）（28563KB）（748）

以吡啶为目标污染物, 考察从焦化废水处理系统中分离的 12 株高效吡啶降解菌对吡啶的降解性能和生物膜形成特性, 以期为在废水处理系统中构建降解型生物膜提供理论参考。结果表明: 12株菌都具有较高的吡啶降解活性, 其中代表性菌株Pseudomonas sp. ZX01和Arthrobacter sp. ZX07降解吡啶的最适温度是35oC, 最适pH是7.0, 在初始吡啶浓度为100~2000 mg/L的范围内, 降解率均达到100%。不同菌株的生物膜形成能力差异明显, 胞外蛋白分泌量、胞外多糖分泌量和由鞭毛参与的游动能力与各株菌的生物膜形成能力之间存在显著的正相关关系。

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4. 北京大学未名湖水质与底泥菌群结构的时空变化

陶怡乐, 张晨枫, 徐琳, 温东辉

北京大学学报自然科学版 2017, 53 (6): 1150-1160. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.131

摘要（1022）

HTML （13）

PDF（pc）（5601KB）（335）

通过测定不同季节北京大学未名湖不同区域的水质指标, 发现在无显著人为外源影响的条件下, 水体氮相关指标较好, 四季全部采样点的氨氮都优于Ⅱ类水指标, 总氮都优于Ⅳ类水指标, 但COD, TP和DO等指标在有的采样点仅达到、甚至劣于Ⅴ类。未名湖的平均综合营养状态指数(TLI)为56.1, 属于轻度富营养化。利用PCR-DGGE分析未名湖的底泥微生物群落, 结果表明其多样性随季节变化较明显, 春、秋季多样性指数都较高, 夏、秋季多样性指数与地理位置及水体营养盐含量呈显著正相关关系。线性回归结果提示未名湖底泥微生物群落可能受藻类固氮作用的影响。

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5. 环境因素对降解型生物膜形成的影响

张楠, 熊富忠, 温东辉, 于聪, 李琪琳

北京大学学报（自然科学版） 2016, 52 (2): 345-353. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2015.244

摘要（1006）

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PDF（pc）（7630KB）（898）

采用改良微孔板法, 考察pH、温度、培养时间和目标污染物浓度4 个环境因子对3 株氮杂环芳烃降解菌成膜的影响。结果表明, pH、温度、培养时间对生物膜的形成影响显著, 且各降解菌的最佳成膜条件分别为: BC026成膜的最适pH为7, 最适温度为35℃, 培养时间为36 小时; BW001成膜的最适pH为8, 最适温度为35℃, 培养时间为48小时; BW004成膜的最适pH为7~9, 最适温度为40℃, 培养时间为36小时。在0~1600 mg/L的目标污染物浓度内, 目标污染物对生物膜形成的影响不显著。

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6. 一种复合菌剂对3种氮杂环芳烃化合物的降解机理

张寅,郑中原,赵翠,张永明,刘锐,温东辉

北京大学学报（自然科学版）

摘要（562）

PDF（pc）（499KB）（270）

将由焦化活性污泥中提取的1株吡啶降解菌BC026、 1株喹啉降解菌BW004及2株咔唑降解菌BC039和BC046, 按一定比例配制成复合菌剂M19, 应用于吡啶、喹啉和咔唑的同步降解, 探讨3种氮杂环芳烃化合物的降解机理。实验结果表明: M19的同步降解效率比单菌株降解效率高, 其中喹啉降解中间产物与单菌降解结果相同; 4株菌在复合条件下生长良好, 且喹啉降解基因和咔唑降解基因得到保持。M19对3种污染物的同步降解过程是各株降解菌作用的加合, 但由于消除了各污染物对非其降解菌的抑制作用, 菌株之间表现为一种互利关系。

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7. 杭州湾水环境中氨氧化微生物对外源氨氮的响应

孙仁华,温东辉

北京大学学报（自然科学版）

摘要（624）

PDF（pc）（3603KB）（373）

采集杭州湾邻近工业园区纳污水域靠近排污点(A点)及远离排污点(B点)的沉积物和水样, 进行实验室模拟培养实验。在外源氨氮的刺激下, 培养体系中微生物氨氧化作用加强, 35天后水中投加的NH₄⁺-N全部被去除, 而NO₃^--N出现积累。源于A, B点的样品在培养实验后, 基于细菌氨单加氧酶基因(Bact-amoA)的DGGE指纹图谱中的条带数由1条分别增加至7条和5条, 表明氨氧化细菌的群落结构发生变化, 多样性增加; 而基于古菌氨单加氧酶基因(Arch-amoA)的DGGE条带数没有明显变化, 表明氨氧化古菌的群落结构没有显著变化。

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8. 喹啉降解菌BW004的分离、鉴定及降解特性

郑中原,赵翠,温东辉,唐孝炎

北京大学学报（自然科学版）

摘要（613）

PDF（pc）（771KB）（259）

从武汉钢铁(集团)公司焦化废水处理厂的好氧活性污泥中分离出一株细菌, 可利用喹啉作为唯一的碳、氮和能源进行生长。经16S rRNA测序鉴定为假单胞菌属, 命名为Pseudomonas sp. BW004。利用响应曲面法确定其最佳降解条件, 为pH 7, 转速180 r/min, 温度30.0℃。单菌株?单基质降解试验表明, BW004菌可将200~1000 mg/L的喹啉在4~12小时降解98.8%以上。喹啉降解过程中, 首先产生有机中间产物2-羟基喹啉和2,8-二羟基喹啉, 同时杂原子氮转化为无机终产物氨氮。其后双环结构被破坏, 溶液中的有机物在12~24小时被基本矿化。

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9. 紫外与真空紫外深度处理焦化废水的试验研究

邢瑞,温东辉,唐孝炎

北京大学学报（自然科学版）

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10. 分子生态技术在微生物硝化及反硝化研究中的应用

柏耀辉,孙庆华,温东辉,唐孝炎

北京大学学报（自然科学版）

摘要（475）

对微生物硝化、反硝化的机理及作用的相关酶及近年来的研究热点问题进行了探讨。综述了分子生态技术在微生物群落结构分析的操作步骤及应用情况, 分析了荧光原位杂交、变性梯度凝胶电泳及末端限制性片段多态性技术的原理、操作流程、优缺点及其在硝化和反硝化中的应用。以往的研究表明分子生态技术已成为环境中硝化和反硝化过程及机理研究的有力工具。

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11. 分段进水生物接触氧化工艺净化河道水质的旁路示范工程研究

张辉, 温东辉,李璐,谢曙光

北京大学学报（自然科学版）

摘要（652）

针对滇池流域污染最严重的大清河，采用分段进水生物接触氧化工艺(SBCOP) 开展河道水体的旁路处理示范工程研究。SBCOP示范工程的设计规模为1000m³d，水力停留时间(HRT)为4.75h。2007年11月至2008年3月冬旱季期间，根据气候和进水水质条件调节分段进水比和气水比，示范工程共计运行了3 种工况。研究结果表明：SBCOP示范工程对COD和NH⁺₄ - N 具有较好的去除效果，平均去除率为37.7%和32.9%，1∶1∶1的分段进水比利于去除COD 和NH⁺₄ - N,NH⁺₄ - N去除率随进水NH⁺₄ - N浓度升高而降低；受到低温、低碳源、高进水DO浓度和生物膜生长不佳等因素影响，TN 去除效果较差，平均去除率为10.5%；TP的平均去除率为13.7%,由于示范工程未设排泥设施，TP的去除主要依靠底泥吸附和水绵吸收来实现，及时清除底泥和死亡的水绵利于去除TP 。进水为滇池湖水时，气水比为2∶1可以维持一定的去除效果。

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12. 一株吡啶降解菌的生理生化特性研究

刘江江,陈吕军,熊瑞林,俞蓉,温东辉

北京大学学报（自然科学版）

摘要（485）

从活性污泥中筛选了一株能以吡啶为唯一碳、氮源的细菌，经鉴定为脱氮副球菌（Paracoccus denitrificans W12）。W12菌具有壮观霉素和潮霉素抗性。降解实验结果表明，W12菌能够将505.4mg/L的高浓度吡啶在26小时内完全降解，但不具有降解苯酚和喹啉的能力。质粒提取实验结果显示，W12菌含有两个大质粒，消除质粒后菌株的吡啶降解能力明显低于野生菌，因此该菌株所携质粒可能与W12菌的吡啶降解能力有关。

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13. 假单胞杆菌BC001对吡啶和喹啉的生物去除

柏耀辉,孙庆华,温东辉 ,唐孝炎

北京大学学报（自然科学版）

摘要（606）

从首钢焦化厂废水处理系统的活性污泥中分离出1株能在高浓度的吡啶（约400mg/L）和喹啉（约500mg/L）双基质条件下良好生长的细菌，经16S rDNA及生理形态特征鉴定为假单胞杆菌（Pseudomonas sp. BC001），它对吡啶的去除主要通过生物吸附，而对喹啉的去除包括生物吸附和降解两个阶段。该菌能利用喹啉作为唯一的碳源和氮源代谢生长，适量的外加碳源对喹啉降解具有促进作用，经检测喹啉降解的中间产物主要为2-羟基喹啉和8-羟基香豆素, 氮的主要代谢终产物为NH₄⁺。

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14. 水平基因转移应用于污染治理的研究进展

刘江江,陈吕军,温东辉,王军

北京大学学报（自然科学版）

摘要（758）

随着经济的发展，有毒有害难降解污染物引起的环境问题变得越来越严重。对于这类污染物的处理多采用生化处理方法，其中生物强化技术是目前较好的方法，但是它也存在强化效果差、处理效率低等问题。国外研究人员发现：遗传物质可在不同的生物个体之间或单个细胞的内部细胞器之间自发进行交流，称为水平基因转移。在污染体系中，降解基因的转移能够使土著菌获得降解新功能，从而强化对难降解污染物的处理，这就为现有的生物强化技术提供了一种解决难降解污染问题的新思路。介绍了水平基因转移的概念以及将其应用于污染治理中的研究进展，并分析了技术发展前景。

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15. 天然沸石对铵吸附能力的生物再生试验研究

温东辉, 张曦, 吴为中, 李文奇, 唐孝炎

北京大学学报（自然科学版）

摘要（719）

用浙江缙云的天然斜发沸石在实验室进行了吸附铵饱和沸石的生物再生静态试验，经过73d生物作用和离子交换作用，饱和沸石对铵的吸附能力恢复了61%～85％；在云南滇池流域进行了吸附大量铵的沸石的生物再生现场中试试验，经过4～6个月的自然生物再生过程，沸石对铵的吸附能力恢复了22%～36％。

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16. 溶藻细菌(B₅)的溶藻效果与溶藻特性的初步研究

吴为中,安成才,刘新尧,伍向弘,温东辉,石苗

北京大学学报（自然科学版）

摘要（684）

从富营养化湖泊分离获得的1株菌(B₅)，具有明显的溶藻效果。通过凝聚、细胞裂解和生物降解作用能有效去除鱼腥藻细胞。B₅菌可能是通过直接接触导致藻细胞的凝集及进一步的生物降解，同时存在一种具有热稳定性且能抑制藻类细胞生长的胞外分泌物。

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