泰乐菌素降解菌的筛选及其降解动力学研究

从长期堆放泰乐菌素药渣附近土壤中驯化分离到1株泰乐菌素高效降解菌株TS1,为革兰氏阴性杆菌,菌落形态呈圆形,乳白色,表面光滑,不透明,边缘整齐.用菌株TS1处理初始浓度为100mg/L的泰乐菌素药渣5d,降解率可达100%.泰乐菌素降解符合一级动力学特征,对初始浓度为50, 100, 200, 300, 400, 500mg/L泰乐菌素的降解动力学方程分别为:lnc =﹣0.4078t + 4.043,lnc =﹣0.4496t + 4.8416,lnc =-0.4069t + 5.4932,lnc =﹣0.4174t +5.9766,lnc =﹣0.4233t + 6.2483,lnc =-0.342t +6.4618;半衰期(t1/2)分别为1.69, 1.54, 1.70, 1.66, 1.64, 2.03d.以蛋白胨或氨氮作为泰乐菌素共代谢基质时,菌株TS1在7d内对初始浓度为300mg/L泰乐菌素的降解率可达99%以上,降解动力学方程分别为:lnc = -0.4174t + 5.9766,lnc =-0.3719t + 6.0133;t1/2分别为:1.66, 1.86d.而用葡萄糖作为共代谢基质时,泰乐菌素在10d内的降解率仅为66.7%,并且t1/2延长至6.44d,说明葡萄糖的加入不利于了菌株TS1对泰乐菌素的降解.     

泰乐菌素的微生物降解途径及其降解产物研究

研究了越南伯克霍尔德氏菌(Burkholderia vietnamiensis)对泰乐菌素的降解能力,并通过对降解产物的分析,推测了泰乐菌素的微生物降解途径.在自主筛选驯化分离到1株泰乐菌素高效降解菌B.vietnamiensis的基础上,采用高效液相色谱法测定其在不同条件下降解泰乐菌素的能力,并利用制备液相色谱分离纯化降解产物,质谱鉴定其结构.实验结果表明:B.vietnamiensis能高度耐受并快速降解泰乐菌素,用B.vietnamiensis处理初始浓度为50、100、200、300、400或500 mg·L-1的泰乐菌素培养基7 d,泰乐菌素的降解率均达到99%以上.B.vietnamiensis降解泰乐菌素的可能途径是:泰乐菌素A首先脱去碳霉糖转化为泰乐菌素B,然后分子中内酯键和醛基再经水解和还原生成2个新的降解产物.研究结果为泰乐菌素微生物降解机制的研究以及在此基础上降解酶的确定提供有价值的技术参考.     

固定化菌剂对污水和牛粪中雌二醇和己烯雌酚的去除作用

针对雌二醇(E2)和己烯雌酚(DES)易在污水和牛粪富集的问题,制备了具有去除E2和DES功能的固定化菌剂,并研究了其对污水和牛粪中E2与DES的去除作用.以E2降解菌Rhodococcus sp.JX-2与DES降解菌Serratia sp.S为供试菌,主要通过正交试验确定了固定化菌剂包埋方法,比较了固定化菌剂、游离态菌剂、空白小球对E2与DES的去除效能,并分析了菌剂用量、p H、含水量、翻堆时间对菌剂去除污水和牛粪中E2和DES的影响.结果表明,菌剂制备的最佳固定化条件为菌株JX-2与菌株S菌悬液体积比为1∶1,海藻酸钠质量分数5%,菌胶比为1∶2,Ca Cl2·2H2O质量分数4%.固定化菌剂对溶液中初始浓度为2 mg·L-1E2和DES的去除率分别达99.42%和84.59%.去除污水中E2和DES的最佳固定化菌剂用量为300g·L-1,p H值为5.0~6.0,能完全去除DES,E2去除率为95.85%;去除牛粪中E2和DES的最佳固定化菌剂用量为600g·kg-1,牛粪含水量为70%,翻堆时间间隔为12 h,能完全去除E2,DES去除率为97.41%.     

化学法降解药渣中残留泰乐菌素的效果研究

以泰乐菌素生产中产生的废弃药渣为研究对象,探讨酸、碱或氧化剂对药渣中残留泰乐菌素的降解效果。结果表明:低浓度的NaOH、HCl、H2SO4或NaClO溶液均未对药渣中残留泰乐菌素产生显著的降解作用,但6.0mol/L HCl、60%H2SO4和10%NaClO溶液分别能使药渣中51.70%、81.64%和38.40%的泰乐菌素予以降解。     

大环内酯类抗生素在饮用水处理过程中的污染特征及其氯化反应机制

饮用水处理过程中抗生素的污染问题引起了人们的广泛关注.监测了6种大环内酯类抗生素（脱水红霉素、克拉霉素、竹桃霉素、罗红霉素、柱晶白霉素和泰乐菌素）在2座饮用水处理厂中的污染情况,并考察了典型大环内酯类抗生素泰乐菌素在氯化消毒处理过程中的反应特性.结果表明,6种大环内酯类抗生素均能在饮用水处理过程中检出,但是其浓度普遍较低,进出水中的浓度范围分别为0.18~3.97 ng ·L^-1和0.02~1.91 ng ·L^-1.6种大环内酯类抗生素在饮用水处理过程中的去除率相差较大,在18%（竹桃霉素）~100%（脱水红霉素）范围内.6种大环内酯类抗生素在氯化处理过程中降解缓慢,且受水质影响较大.其中,泰乐菌素的氯化降解遵循二级反应动力学模式,测得pH 7.0条件下二级反应动力学速率常数为0.77 L ·（mol ·s）^-1.监测到的9种泰乐菌素氯化降解产物,反应途径主要包括叔胺羟基化、芳族氧化和内酯环环氧化加成等.     

吐温80降解菌的分离及其性能的初步研究

从生活污水污染的土壤中分离纯化得到一株高效降解非离子表面活性剂吐温80的菌株,经鉴定为假单胞菌(Pseudomonassp.),其降解吐温80的最适温度和pH值为30℃和6.5。该菌株在吐温80浓度高于5000mg/L情况下仍然可以旺盛生长。72h内可以将5000m g/L吐温80溶液降解98.6%,使其剩余浓度<70mg/L。     

废弃药渣中残留泰乐菌素降解菌的筛选

发酵法生产抗生素过程中会产生大量废弃药渣.由于残留抗生素的存在,极大地限制了药渣的资源化利用.以泰乐菌素药渣为研究对象,采用微生物法探讨降解药渣中残留泰乐菌素的方法.结果表明:从长期堆放泰乐菌素药渣附近土壤中筛选到可降解药渣残留泰乐菌素的菌株,将该菌株以10%的接种量,在30～35 ℃,pH为7的条件下,发酵处理泰乐菌素药渣120 h后,微生物法未检出残留泰乐菌素的存在.提示利用微生物法可以消除药渣中残留泰乐菌素,从而为泰乐菌素药渣有效处理提供可鉴方法.      

专性菌系对石油烃污染土壤的修复性能

从焦化废水厂的活性污泥中采用“邻苯二酚-石油烃”双底物驯化获得石油烃的专性降解菌系,在最佳环境条件下研究其对石油污染土壤的修复性能.高通量测序分析显示,驯化后的专性菌系以产黄杆菌属（Rhodanobacter sp.）为主,占比41%.最适降解温度为30~35℃,最佳pH值为7~8.聚山梨酯-80（吐温80）可作为碳源促进专性菌系的生长,提高石油烃的降解效率,并且添加吐温80比十二烷基硫酸钠（SDS）更利于石油烃的降解.研究表明,当吐温80的浓度为5CMC（即375mg/L）时,石油烃的降解效率最高.在最佳环境条件下,为期80d修复试验,构建的专性菌系石油烃降解效率稳定在77%,这证实了双底物驯化模式获得的专性菌系对石油污染土壤具有良好的修复性能.     

泰乐菌素在华南地区农业土壤上的吸附动力学和热力学特性

为了研究抗生素在华南地区农业环境中的行为特征,采用批平衡试验研究了泰乐菌素在华南地区典型农业土壤上的吸附动力学和热力学特性. 结果表明:泰乐菌素的吸附与土壤的pH呈负相关,与w(OC)没有明显的相关性;泰乐菌素的吸附动力学符合二级动力学模型,吸附速率可能主要由颗粒间扩散过程控制;吸附是自发进行的吸热过程. 研究显示,泰乐菌素易在南亚热带农业土壤中残留,应当重视其潜在的环境风险.      

纳米乳化油强化硝酸盐反硝化产气变化研究

为探究纳米乳化油原位修复硝酸盐污染地下水过程中产气对含水介质渗透性的影响,以硝酸盐为目标污染物,采用活性污泥滤液接种,分别以纳米乳化油、吐温80和司盘80为碳源开展硝酸盐降解批实验研究,探讨和评估硝酸盐降解及降解过程中的产气情况.结果显示,纳米乳化油、吐温80和司盘80均能促进硝氮的降解,在实验的100d内,共完成7个周期硝酸盐氮的有效去除,总去除率分别为79.5%、63.8%和68.8%.在硝酸盐氮降解过程中,受厌氧发酵和反硝化作用的影响,各反应体系中均有气体生成,只有活性污泥反应体系中主要产气成分是CO₂,未加碳源和分别加3种碳源的4个反应体系（都添加活性污泥和硝酸盐）中主要产气成分是CO₂、N₂.其中,添加纳米乳化油的反应体系U型管产气量最大,为47.73mL;受碳源厌氧发酵的影响,添加司盘80反应体系总产气量最大,为205.34mL.纳米乳化油反应体系次之,吐温80反应体系最小.根据三氮的变化,结合纳米乳化油反应体系理论与实际产气对比显示,在纳米乳化油强化硝酸盐反硝化过程中,18.8%纳米乳化油厌氧发酵产生CO₂,95.4%硝氮反硝化生成N₂.     

泰乐菌素降解菌的分离及其酶促特性

从长期堆放泰乐菌素药渣附近的土壤中筛选到一株泰乐菌素高效降解菌株TS1,经过对其形态特征、生理生化特性以及16S rDNA序列分析,鉴定为越南伯克霍尔德氏菌(Burkholderia vietnamiensis)。以菌株TS1为研究对象,分别采用硫酸铵盐析法和冰浴超声波破碎法提取胞外和胞内粗酶液,考察了该粗酶液降解泰乐菌素的特性。结果表明:菌株TS1降解泰乐菌素的酶为胞内组成酶,粗酶液降解泰乐菌素的适宜温度为35℃,适宜pH为7.5,在温度为20~50℃,pH 5.0~8.0的条件下,粗酶液对泰乐菌素都能保持较高的降解活性,表明降解粗酶液具有较好的热稳定性和较宽的pH适应范围,其米氏常数Km和最大降解速率Vmax分别为0.33 mmol/L和1.89 nmol/(mg·min)。     

大气环境变化对污染土壤中PBDEs自然降解过程的影响研究

以模拟电子垃圾拆解区污染土壤中的多溴联苯醚(PBDEs)为研究对象,采用室内模拟的方法,考察了臭氧浓度的上升及光照条件、温度和土壤pH值等环境因素对土壤中PBDEs自然降解过程的影响.研究结果表明:臭氧浓度的升高能明显促进PBDEs的自然降解,且臭氧浓度越高BDE-209的降解率越高,随着土壤深度增加,BDE-209去除率则相应降低,10 mg·L-1的臭氧在2 h内对深层土壤中BDE-209的去除率可达99%.光照强度为1.0 m W·cm-2的持续紫外光照条件下,土壤中BDE-209的降解现象较为明显,且光降解速率随光强的增强而增大.40℃的夏季地面高温及pH=9.0的弱碱性土壤均有利于PBDEs的自然降解.此外,PBDEs的降解过程是逐步脱溴的过程.PBDEs的降解过程既包括了BDE-209的降解,也包括了中间产物(BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-100、BDE-153、BDE-154和BDE-183)的降解.当BDE-209去除率达到一定程度且中间产物逐渐积累达一定量时,中间产物的降解反应逐渐成为主导反应,导致PBDEs总量逐渐降低.     

雌酮(E1)在土壤中的吸附特性

研究了平衡时间、温度、pH、离子强度和土壤粒径对E1(雌酮)在土壤中吸附特性的影响. 结果表明:E1在土壤中的等温吸附平衡时间约为0.5h;在温度为10、20和30℃条件下,土壤对E1的K_f(吸附系数)分别为24.72、14.18和9.39,K_d(分配系数)分别为34.79、24.15和13.51,表明随着温度的升高,土壤对E1的吸附量显著降低;土壤对E1的吸附量在pH由3.0增至6.0时呈降低趋势,在pH>6.0～9.0时保持稳定,然后随着pH进一步升高(>9.0～11.0)而继续降低;土壤对E1的吸附量在离子强度由0.005mol/L升至0.1mol/L时显著升高,在离子强度>0.1mol/L时保持稳定;砂粒、粉粒和黏粒对E1的K_f分别为5.17、12.79和25.22,K_d分别为6.80、16.11和39.95,即随着土壤粒径的减小,对于E1的吸附作用显著增加.      

石油降解菌的筛选及其降解效率的研究

从石油污染土壤中分离纯化得到1株特征明显的石油降解菌,研究了不同的油含量、温度及添加物等因素对石油降解菌的脂酶活性和除油率的影响。结果表明:实验菌株属于假单胞菌属;脂酶活性与除油率正相关;除油率随油浓度的升高而降低;石油降解率通常随温度的降低而降低;添加蔗糖不利于石油的降解;添加表面活性剂吐温80有利于脂酶的产生和代谢。     

新型覆土材料的CH_4氧化能力与N_2O释放能力

在垃圾卫生填埋处理技术中,覆土材料的选择对处理成本和技术都至关重要.探究了新型覆土材料(矿化垃圾+牛粪+木屑)的CH4氧化能力,并进一步分析了温度、含水率、初始φ(CH4)和好氧厌氧等环境因素对CH4氧化能力的影响.结果表明:1新型覆土中矿化垃圾的填埋龄不同,其CH4氧化能力也有所差异,填埋龄较久的覆土B(10 a)、C(15 a)在培养时间内对CH4去除率和氧化速率均明显高于覆土A(5 a);2当温度为30℃、含水率为35%时,新型覆土的CH4氧化能力最高;3用米歇尔-门坦方程表征CH4降解的过程,R2(相关系数)为0.993,CH4氧化速率最大值为5.21μmol/(g·h),半速常数为5.48%;4厌氧环境中新型覆土具有CH4氧化能力,而厌氧环境中CH4去除率相对好氧环境更慢,培养20 d后,厌氧环境CH4去除率为83%;5当土壤孔隙含水率分别为46%、70%时,覆土干湿交替导致的N2O和CO2释放量远小于CH4氧化量,故N2O增温效应可忽略.由矿化垃圾+牛粪+木屑组成的新型覆土材料的CH4氧化速率最大值比现有覆土材料高1~2个数量级,其可应用于不同类型填埋场,特别是降雨较多的南方垃圾填埋场,可有效减缓垃圾填埋气CH4的释放影响.     

非离子型表面活性剂强化混合菌降解间二甲苯的性能研究

从焦化废水厂的活性污泥中筛选间二甲苯混合降解菌,并研究非离子型表面活性剂吐温80(C_(64)H_(124)O_(26))对混合菌降解间二甲苯的强化作用.研究结果表明:驯化后的间二甲苯混合降解菌以产黄杆菌属(Rhodanobacter sp.)为主,占比41.2%;仅存在吐温80作为单一碳源时,高浓度的吐温80对混合降解菌没有明显的抑制作用;吐温80与间二甲苯共存时,当吐温80浓度为2 CMC,反应72 h后间二甲苯的降解率达到最高,为76%;提前12 h(较混合降解菌)投加浓度为2 CMC的吐温80,最利于菌种的生长繁殖及间二甲苯的降解.     

多菌灵在农田土壤中的降解及其影响因子研究

采用实验室模拟方法,研究了微生物、含水量和Cd对土壤中多菌灵降解动态的影响.结果表明,土壤中多菌灵(5.0mg·kg-1和10.0 mg·kg-1)的降解半衰期在灭菌条件下为非灭菌条件下的12.6～13.8倍;复合降解菌群(枯草杆菌、副球菌、黄杆菌和假单胞菌)的加入显著缩短了土壤中多菌灵的降解半衰期(32.1%～37.1%);当土壤含水量由40%田间持水量提高到60%或80%田间持水量,多菌灵降解半衰期缩短46.2%或74.0%;低浓度Cd(5.0 mg·kg-1)的加入显著缩短了土壤中多菌灵的降解半衰期(32.1%～52.4%),而高浓度的Cd(50 mg·kg-1)延长多菌灵的降解半衰期(92.6%～103.0%);对添加复合降解菌群的土壤,低浓度Cd(5.0 mg·kg-1)的加入同样显著缩短了土壤中多菌灵的降解半衰期(34.0%～34.4%),高浓度的Cd(50 mg·kg-1)延长多菌灵的降解半衰期(74.4%～109.4%).研究表明,土著微生物在多菌灵降解过程中发挥重要的作用,多菌灵降解菌群、较高的土壤湿度和低浓度的Cd也促进了土壤中多菌灵的降解.     

石墨烯掺杂分子筛负载氧化铁芬顿催化降解苯酚影响因素的研究

通过水热晶化法制备了石墨烯掺杂介孔分子筛MCM-41复合载体,利用该载体浸渍负载氧化铁制备了非均相芬顿催化剂gh-MCM-41-Fe.以苯酚为模拟有机废水,考察了催化剂和H2O2投加量、水质因素(苯酚初始浓度、反应温度和水中腐殖酸和草酸)等对gh-MCM-41-Fe芬顿催化降解苯酚效能的影响.结果表明,当苯酚初始浓度为100 mg·L-1,催化剂在60 min催化降解苯酚去除率高达97.6%,COD去除率为65.9%,反应符合准一级反应动力学模型;苯酚降解速率随着催化剂和H2O2投加量的增加而增加,但投加过多会消耗·OH自由基从而不利苯酚降解过程;苯酚初始浓度从10 mg·L-1增至100 mg·L-1,苯酚降解速率相应降低,但体系中H2O2及·OH自由基的有效利用率反而增加;反应温度对于苯酚废水降解率和COD去除率影响不大,反应表观频率因子为105.68 min-1,表观活化能为18.43 k J·mol-1;腐殖酸和草酸对苯酚废水降解和COD去除均有抑制作用.     

土壤和叶际微生物对啶虫脒的降解作用

深入研究了土壤、叶际原位和叶际可培养微生物对啶虫脒的降解作用及各条件下降解效果的差异.结果表明,不同环境下的微生物对啶虫脒有不同程度的降解效果.原位叶际微生物对啶虫脒降解影响的程度较小,在灭菌处理与对照叶面中啶虫脒的半衰期分别为8 1 d和6 6d.相对而言,土壤和叶际分离培养微生物对啶虫脒降解作用更加显著,在自然土壤和灭菌土壤中啶虫脒的降解半衰期分别为5.0 d和39.6d,相差为8倍;和原位叶际微生物相比,在油菜叶培养基中微生物的生物量大幅度提高,同时,对啶虫脒的降解效果也更加显著;在灭菌处理的豆叶培养基中(CK),啶虫脒42d的降解率为16.5%,相同时间内非灭菌处理的叶际分离微生物降解率高达95%,其降解速率与培养基中的微生物量呈正相关性,叶际和土壤中都存在能降解啶虫脒的微生物.     

紫外光降解水中痕量NDMA的效能研究

采用紫外光降解水中痕量亚硝基二甲胺(NDMA),研究了NDMA初始浓度、溶液pH值、光照面积、紫外光辐射强度以及水质对紫外光降解NDMA的影响.结果表明,紫外光能够有效降解水中的NDMA,紫外光解反应5min, NDMA去除率可以达到97.5%.初始浓度对NDMA的光降解去除率影响不大.随着pH值升高,紫外光解NDMA的反应速率呈现下降趋势,低pH值条件下光量子产率较高,溶液pH=2.2时NDMA具有最大光降解速率.NDMA的去除率随着有效光照面积的增大而增大,紫外光辐射强度的增加有利于NDMA的去除.水质对紫外光降解NDMA具有一定的影响,在自来水和江水为背景的2种对比体系中,光解NDMA去除率分别为96.7%和94.8%