环境友好季铵盐杀菌剂的合成与抗菌特性

为了在提高季铵盐的杀菌活性的同时消除其在使用过程中对环境的二次污染,合成了一种可生物降解的新型双子季铵盐杀菌剂,1,5-(戊撑)双(N,N`-乙酸十二酯溴化铵)[略作:PDA]。利用二甲基甘氨酸和月桂醇的酯化反应得到了N,N-二甲基甘氨酸酯,再使用1,5-二溴戊烷将其季铵化得到目的物,经1H-NMR检测确认了合成物的结构。以最小抑菌浓度为指标评价了PDA的抗菌特性,并以活性污泥法评价了其生物降解特性。结果表明,与目前最广泛使用的季铵盐杀菌剂苯扎氯铵(BAC)相比较,无论是对于革兰氏阳性菌还是阴性菌PDA都具有更高的杀菌活性,平均MIC为3.11μmol/L。PDA还改善了一般季铵盐的环境稳定性,其抗菌力基本不受环境pH和温度的影响。PDA具有良好的生物降解性,在实验条件下第8天就可以达到100%的降解,相对于具有相似双链结构的季铵盐N,N`-二甲基-N,N`-双十二烷基氯化铵(D1221)提高了一倍。     

季铵盐在海水中的降解性

以天然海水为实验介质,研究了季铵盐的生物降解、光降解和水解特性。结果表明,季铵盐的生物降解速率与水样含菌量相关,降解曲线呈阶梯三段式,中段细菌因受季铵盐杀灭/抑制作用含菌量降低,导致季铵盐的降解趋缓,192 h的降解率为8.93%。不同光源和温度对季铵盐的光降解速率和水解速率影响较大,kuv/kvis=188,k40℃/k20℃=4.58。季铵盐的降解主要由光降解贡献,20℃时自然光降解的k分别是生物降解和水解的1.96和4.5倍。季铵盐在海水中的生物降解、自然光降解和水解动力学均符合一级动力学模型,20℃时其速率常数k分别为0.00046、0.0009和0.0002,半衰期t1/2分别为62.8 d、32.1 d和126.0 d,降解半衰期较长,在海洋环境中的残留持久性需重视。     

低浓度氯苯废水在曝气生物填料塔中的降解

研究了曝气生物填料塔处理难生化降解化合物氯苯的特性,得出初始浓度为15mg/L的氯苯废水的适宜运行条件为:溶解氧约为5.5mg/L,水力停留时间约为5h,葡萄糖浓度为800mg/L,在此条件下单独用生物填料塔处理60h降解率可达16.80%。并考察了氯苯废水用超声预处理后生物降解与直接用生物降解比较,结果表明超声预处理可大大提高氯苯的可生物降解性,在30kHz+60kHz+100kHz的频率组合下超声预处理2h后再生物降解38h,氯苯的降解率可达70.12%。     

活性翠蓝生物降解性能的试验研究

通过试验比较了厌氧、好氧条件下活性污泥对活性翠蓝的生物降解机理、降解能力及受葡萄糖浓度影响的情况.结果表明厌氧菌不能单独降解活性翠蓝,只能通过共代谢作用降解活性翠蓝;而好氧菌既可以单独降解活性翠蓝(以活性翠蓝为唯一碳源时,20mg/L活性翠蓝的24h好氧降解率为37.4%),也可以通过共代谢作用降解活性翠蓝.葡萄糖浓度的升高对提高活性翠蓝的厌氧、好氧生物降解率均有利,当葡萄糖浓度为1200mg/L时,20mg/L活性翠蓝的24h厌氧、好氧降解率分别达到81.5%、73.6%.活性翠蓝浓度对厌氧菌、好氧菌的生物降解能力也有影响.当葡萄糖浓度分别为800mg/L、1200mg/L,活性翠蓝(浓度为20～100mg/L)的厌氧降解率比好氧降解率高4.9%～27.2%,说明厌氧菌对活性翠蓝的降解能力比好氧菌更强.     

新型黏土改性剂-烷基多糖苷季铵盐

研究了碳链长度不同的2种烷基多糖苷季铵盐在高岭土和膨润土上的吸附行为.结果表明,在膨润土上的吸附量大于在高岭土上,且均符合Langmuir吸附等温线.8碳链的烷基多糖苷季铵盐在2种黏土上的吸附量都明显小于12碳链的.2种不同碳链的烷基多糖苷季铵盐对东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)、强壮前沟藻(Amphidiniumcarterae)、锥状斯氏藻(Scrippsiellatrochoidea)的24h灭杀情况表明,12碳链的烷基多糖苷季铵盐在用量为1.5mg/L时,对3种赤潮藻的灭杀率达到90%,而8碳链的达到同样灭杀率需要2.4mg/L.碳链长的烷基多糖苷季铵盐对赤潮藻的灭杀率也高,改性黏土对赤潮藻的絮凝沉降作用很好的符合双曲线动力学模型.生态毒性实验发现,12碳链的烷基多糖苷季铵盐对黑褐新糠虾(Neomysisawatschensis)的48h半致死浓度为17.5mg/L,在改性黏土去除赤潮藻的过程中没有对养殖生物造成明显的毒性作用.     

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.     

2,4,6-三氯苯酚降解菌的筛选及降解特性

为了研究氯酚类环境激素2,4,6-三氯苯酚的生物降解性,从活性污泥中分离筛选出一株能以2,4,6-三氯苯酚为唯一碳源生长的降解性菌株T10,通过16S rRNA测序鉴定其为一种芽孢杆菌(Bacillus sp.)。在实验室条件下探讨pH值、温度等环境因素对菌株T10降解性的影响,实验结果表明该菌株在pH为7.0,30⁴0℃范围内具有高降解活性,底物浓度为25 mg/L时,120 h的降解率均能达到90%以上,在30℃条件下的降解半衰期为1.26 d。初始底物浓度达到30 mg/L时,2,4,6-TCP的抑制作用开始起主导作用,影响菌株降解活性。     

红霉素降解菌的筛分及其降解特性的研究

抗生素药物在不同环境介质中被频繁检出,其迁移分布特征和污染危害影响已引起相关研究人员的广泛关注。该研究从活性污泥中筛分出一株能够有效降解红霉素的菌株Ery-E,并对其降解特性和影响因素进行了分析讨论。根据菌株的菌落形态结构、生理生化特性,及其16S rDNA基因序列对比分析鉴定,菌株Ery-E属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。该菌株能够以红霉素作为唯一碳源生存,最佳反应条件为:温度30℃、pH 7.0⁷.5、初始红霉素投加浓度30 mg/L。在此条件下,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达76.6%。研究发现,红霉素的生物降解属于共代谢机制,外加碳源能够提高菌株Ery-E对红霉素的降解效果,当加入10 mg/L酵母粉时,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达83.9%。     

一株氯苯优势降解菌的降解条件优化

以氯苯降解率为降解效果指标,以降解温度、初始pH、降解时间、接种量和氯苯初始浓度为影响因素,对实验室保藏的一株氯苯优势降解菌株Lysinibacillus fusiformis LW13降解氯苯的降解条件进行优化。单因素试验结果表明,该降解菌株对氯苯的适宜降解条件分别为:温度20～40℃,pH为8.0,降解时间4 d,接种量2%～4%,氯苯初始浓度60～140 mg/L。以降解温度、氯苯初始浓度和接种量这三个显著影响因素进行正交试验,结果表明各影响因素的主次顺序为降解温度>氯苯初始浓度>接种量,最佳降解条件为降解温度35℃、氯苯初始浓度100 mg/L和接种量4%,最佳降解条件下氯苯降解率可高达93.8%。     

低温条件下硝基苯降解菌的分离及降解特性

低温条件下,从东北制药总厂的曝气池与氯霉素生产废水集水池污泥中分离、筛选得到6株以硝基苯为唯一碳源的降解菌,对6株菌进行降解能力研究得知,菌株cc-2为低温高效硝基苯降解菌。经形态特征和生理生化特征分析,初步鉴定属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.)。菌株cc-2降解性能研究结果表明:菌株最佳条件为生长温度15℃、培养基pH值为7、摇床转速为140 r/min。最佳降解条件下,当硝基苯初始浓度为200 mg/L时菌株48h降解率达66.84%。外加葡萄糖和乙酸钠促进了菌株cc-2对硝基苯的生物降解,降解率分别为80.44%和78.57%,该菌株的生长降解性能研究为低温环境中硝基苯的修复提供了技术支撑。     

光合细菌对2,4,6-三氯苯酚的降解特性研究

研究了混合光合细菌PSB-DR在不同光照、接种量和pH值下对2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的生物降解特性,确定了PSB-DR生物降解2,4,6-TCP的优化控制条件.结果表明,光照培养下,接种量30%,初始pH值7.0时2,4,6-TCP降解效率最高.在此条件下,50mg/L的2,4,6-TCP经5d后降解率达到82.3%.培养基中醋酸钠的加入对2,4,6-TCP降解有明显的抑制作用.PSB-DR静息细胞对2,4,6-TCP的降解符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其降解动力学参数rmax=1.746h-1,Km=38.333mg/L,Ki=260.87mg/L.     

降解亚硝酸盐菌株的分离与脱氮能力研究

文章从鳗鲡肠道中筛选出一株具备高效降解亚硝酸盐与硝酸盐和安全的优良芽孢杆菌B1,经过16S rRNA序列分析与生理生化检测,鉴定为地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)。该菌株在葡萄糖10 g/L、28℃好氧条件下培养24 h,亚硝酸盐由85.61 mg/L降低至0.47 mg/L,降解率99.45%;硝酸盐由96.12 mg/L降低至1.04 mg/L,降解率98.92%;氨氮由52.74 mg/L降至18.71 mg/L,降解率64.52%。在模拟处理养殖水体,接种终浓度为10~6CFU/mL菌株B1后,3 d亚硝酸盐浓度由5.15 mg/L降低至0.41 mg/L,降解率达92.04%,5 d降低至0.09 mg/L,达到养殖水体标准;鳗鲡在含菌株B1终浓度为10~8CFU/mL水体中,15 d无明显病理变化。试验结果说明:鳗鲡肠道原籍菌株B1具有高效的硝化与好氧反硝化能力,对水产养殖动物安全、无副作用。研究结果表明,菌株B1有助于水产养殖水体的生物脱氮或含高浓度氮的废水处理,具有良好的微生态开发应用前景。     

烷基多糖苷季铵盐改性粘土治理赤潮研究

研究了新型表面活性剂烷基多糖苷季铵盐在2种粘土高岭土和膨润土上的吸附行为,发现其在2种粘土上的吸附符合Langmuir吸附等温线,并且吸附速率很快,在1～2min之内就能够达到吸附平衡,经红外分析发现其可以对粘土进行有效改性.在此基础上,还研究了烷基多糖苷季铵盐对东海原甲藻、强壮前沟藻、锥状斯氏藻生长的影响以及2种有机改性粘土对赤潮藻的去除情况和絮凝动力学.结果表明,烷基多糖苷季铵盐用量分别为0～0.4 mg/L、0～0.5 mg/L、0～0.8 mg/L时,对上述3种藻的生长只是抑制作用;当浓度为0.6～1.2 mg/L、0.75～1.5 mg/L、1.2～2.4 mg/L时,就会阻碍上述3种藻的生长,并且3d之后能够使其几乎全部死亡.用其改性粘土后,在与原土相同的用量条件下可将对赤潮藻的去除率从20%左右提高到90%以上,大大降低了有效去除赤潮藻的粘土用量.其沉降动力学研究表明,粘土的种类、用量以及改性剂的用量都是影响体系沉降速率的重要因素,在实际应用中可以根据不同的情况而改变其中的某个因素以达到提高沉降速率的效果.     

醇醚糖苷(AEG)生物降解性能研究

采用蒽酮法和CO2气体溢出法分别测定AEG的初级和最终生物降解性能。结果表明:当AEG起始浓度为30 mg/L时,初级和最终生物降解率分别为85%、63%,可达到欧盟关于洗涤剂(EC)No.648/2004法规规定(初级和最终生物降解率大于80%、60%)。研究不同AEG起始浓度(15,45,60,75 mg/L)对初级及最终生物降解性能的影响,AEG的初级及最终生物降解性均随着起始浓度的升高而降低。同时,提出了AEG可能的降解途径。     

环境激素邻苯二甲酸二丁基酯的好氧微生物降解

通过驯化富集培养,从红树林底泥中分离出一株邻苯二甲酸二丁基酯降解菌。实验研究了邻苯二甲酸二丁基酯降解菌对邻苯二甲酸二丁基酯的生物降解特性并探讨了可能的生物降解途径。实验得出作为唯一碳源和能源的邻苯二甲酸丁基酯能够在好氧条件下降解,浓度为50 mg/L的邻苯二甲酸二丁基酯在48 h内可以完全被降解。检测到一种中间产物为邻苯二甲酸一丁基酯估计在降解过程中可能有邻苯二甲酸产生。试验结果表明,细菌对邻苯二甲酸二丁基酯具有高效降解作用。     

辛基酚聚氧乙烯醚混合菌的构建及响应面优化

为提高辛基酚聚氧乙烯醚（OPnEO）的生物降解效果,在本实验室已筛选出的H1、TXBc10、OPQb11、TXBa23四株OPnEO高效降解菌的基础上,首次从构建OPnEO混合菌的角度,着重探究了四菌株等比例不同组合降解OPnEO的效果.结果表明,混合菌L9（H1：TXBc10：TXBa23为1：1：1）培养7d后对初始浓度500mg/LOPnEO的降解率最高,达到56.44%,比各单一菌株降解效果有较明显提高.运用单因素试验考察了影响L9的相关因素,初步确定L9降解OPnEO的最适外加碳源和氮源分别为葡萄糖和胰蛋白胨,最适初始pH值为7.0,最适温度为28℃,最适接种量为4%.Plackett-Burman试验筛选获得影响OPnEO降解率的3个显著因子为L9接种量、温度及初始pH值.最陡爬坡试验逼近3个显著因子的最大响应区域,采用Box-Behnken试验设计及响应面法分析,确定L9的最优降解条件为50mL反应体系中接种量4.16%、温度28.20℃、初始pH值7.13、葡萄糖与胰蛋白胨浓度均为2%、OPnEO初始浓度500mg/L、180r/min培养7d,该条件下混合菌L9对OPnEO降解率达62.15%,比未优化条件提高了5%左右.     

偶氮染料派拉丁蓝RRN脱色细菌的选育与研究

从驯化后的处理毛纺厂染料废水活性污泥中分离得到一株降解高效菌 ,经鉴定该菌为嗜热鞘氨醇杆菌 (Sphingob acteriumThalpopilum) .该菌株 5d内对派拉丁蓝RRN的脱色率为 34% ,比驯化污泥同期的脱色率 (15 % )有很大提高 .降解特性试验发现该菌株适宜的扩大培养时间为 3— 4d ;最佳菌体投加量为 3— 4g/L ;染料浓度在 2 0 0mg/L范围内时 ,浓度对细菌降解作用没有明显的抑制作用 ;对其它染料的生物降解没有明显的促进效果 ,说明专一性较强     

耐低温苯酚降解菌的降解动力学研究

研究耐低温菌在15℃水温条件下对不同浓度苯酚的生物降解作用,采用反应动力学方程拟合其降解过程。结果表明：菌株在低温下可降解苯酚,当菌体质量浓度一定时,苯酚降解率及平均降解速率主要与苯酚初始浓度有关。当初始浓度〈350 mg/L时,在48 h内可完全降解,菌株降解过程中没有出现苯酚毒性抑制作用,遵循Monod方程;当初始浓度〉350 mg/L时,苯酚降解率及降解速率均有所下降,由于初始浓度高对菌体产生了抑制作用,降解过程以基质抑制型的Hal-dane方程为主。     

黄河水体石油类污染物生物降解模拟实验研究

采用模拟实验的方法研究了自然条件下石油类污染物的生物降解规律.结果表明,向泥沙含量为0g/L或0.5g/L的黄河水样中加入大约10mg/L的石油类污染物,经过一星期左右的驯化期后,石油降解菌菌落水平逐步升高;当石油类污染物的初始浓度为11.64mg/L,温度为20℃时,泥沙含量为0.5g/L的黄河水样中大约85%的石油类污染物在63d内能得到微生物降解;水体中泥沙的含量和石油类污染物的初始浓度均显著影响石油类污染物的生物降解速率,且在不同时段的影响不一;水体中泥沙的存在亦影响到石油类污染物的生物降解动力学.     

氯嘧磺隆降解菌的筛选及对污染土壤的生物修复

采用富集培养方法从江苏某激素研究所污水处理池排污口污泥中分离得到1株氯嘧磺隆降解菌,经菌株形态学特征和26S rDNA序列分析,鉴定为胶红酵母菌（Rhodotorula mucilaginosa ）.经降解条件优化,菌株对含100mg/L氯嘧磺隆的无机盐培养基中氯嘧磺隆的最佳降解条件为：接种量2.5%,培养温度28℃,pH 6.0,培养5d后降解率为87.33%;在氯嘧磺隆初始浓度为10mg/kg（干土）的模拟污染土壤中,菌株最佳降解条件为：接种量2.5%,温度25℃,pH 6.0,土壤含水量30%,静息培养30d后降解率为90.74%.土壤修复实验结果表明,施加胶红酵母菌后减轻了氯嘧磺隆对小麦幼苗的药害,在氯嘧磺隆浓度为10mg/kg的土壤中投加降解菌后,小麦的出苗率、株高、根长及鲜重均明显高于未投加降解菌的对照组（P < 0.05）.