波茨坦短芽孢杆菌降解间甲酚和4-氯酚的特性

为了高效处理工业含酚废水,研究了波茨坦短芽孢杆菌降解双底物体系过程中间甲酚和4-氯酚的相互作用及苯酚对间甲酚和4-氯酚降解的影响。结果表明,在间甲酚-4-氯酚体系中,4-氯酚会抑制间甲酚的降解,4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,160 mg/L的间甲酚降解时间延长了8 h;同时间甲酚也抑制4-氯酚的降解,间甲酚初始质量浓度为40 mg/L时,160 mg/L的4-氯酚降解时间延长了4 h。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述间甲酚-4-氯酚双底物降解体系中细胞生长的过程,动力学参数I_(1,2)=1.77,I_(2,1)=2.47,决定系数R~2=0.96。拟合参数表明,4-氯酚对间甲酚降解的抑制要强于间甲酚对4-氯酚降解的抑制。酶活测定表明,底物抑制作用增强时苯酚羟化酶和邻苯二酚1,2-双加氧酶的活性降低。添加低质量浓度的苯酚会对间甲酚和4-氯酚的降解产生促进作用,最佳促进质量浓度为200mg/L;添加300 mg/L以上的苯酚会对间甲酚和4-氯酚的降解产生抑制作用,抑制作用随苯酚质量浓度升高而增强。     

耐高浓度苯酚菌株的筛选及其降解特性研究

通过液体富集培养,平板培养分离法从焦化废水的污泥中分离出1株可耐受2 000 mg/L苯酚的菌株,经16S rDNA序列分析,鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri).该菌能以苯酚为唯一碳源和能源生长.通过摇瓶试验和高效液相色谱( HPLC)分析法可知,在pH=7.5,温度为30℃的条件下,苯酚质量浓度在50～400 mg/L时,该菌细胞生长和对苯酚的降解转换快速同步进行.当苯酚质量浓度在800～900 mg/L,菌细胞依次出现快速生长、延缓生长、次快速生长3个生长时期,在前两时期内苯酚降解率低于5％,在次快速生长期内苯酚降解率从低于5％快速增加到100％.气相色谱-质谱联用仪(Gc-MS)测定结果表明,该菌可将苯酚转化成4-羟基-2-氧代戊酸、邻苯二酚、对苯二酚、3,4-二羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸等中间产物.     

丝孢酵母TX1及其固定化降解苯酚特性研究

为研究固定化技术在含酚废水治理中的应用,以聚乙烯醇(PVA)为载体将高效降酚菌株丝孢酵母TX1包埋处理得到胶珠颗粒,在分批培养反应器内分别研究游离体系和固定化体系中溶液p H值、培养温度和苯酚初始质量浓度对TX1降解苯酚效果的影响。结果表明,在游离细胞体系TX1对苯酚降解最佳培养条件为温度30℃,p H=7. 0;而固定化体系中的TX1对苯酚降解的最佳条件为温度30℃,p H=6. 5。在偏酸性条件下,游离细胞体系中TX1对苯酚降解效果比固定化体系差,在25～40℃时后者对苯酚的降解能保持50%以上,表明固定化技术有利于提高微生物的耐受温度。两个体系在降解苯酚过程中均受到底物抑制:在低质量浓度时(≤1 000 mg/L),游离细胞降解速率高于固定化细胞,但当苯酚质量浓度高达3 000 mg/L时,固定化体系中TX1对苯酚比降解速率为0. 088 h-1,远高于前者,表明固定化技术有利于实际高浓度废水的处理。此外,利用高效液相色谱和气相色谱-质谱检测苯酚降解中间产物,只在固定化体系中检测到中间产物为邻苯二酚和顺,顺-黏糠酸。该结果表明,降解过程中固定化体系发生的扩散阻力延迟了体系的降解反应,有利于发现中间体,使固定化技术有望成为新的检测中间体的方法。     

苯酚强降解菌的筛选及温度对降解的影响

以江油市某以石油为原料生产甲醇的甲醇厂污水处理站污泥和分析纯苯酚为原料,通过富集培养,涂布平板法(Spread plate method)和平板划线法(Streak plate method)进行菌株分离,并采用不断加大苯酚质量浓度的方法对PD2菌株置于34 ℃、150 r/min的摇床上进行振荡驯化培养,得到以苯酚为唯一碳源,能降解高酚浓度的优势降酚菌.PD2菌株经过6代驯化后的试验表明: 该菌58 h对质量浓度为1 100 mg/L苯酚的降解率达98.6%,58 h对质量浓度为1 400 mg/L苯酚的降解率达94.3%,60 h对质量浓度为2 200 mg/L苯酚的降解率达83.6%.说明一定范围内提高苯酚的质量浓度可以提高PD2菌株降解苯酚的酶的活性.在不同温度下观察菌株的生长及对苯酚的降解情况,结果表明,该菌最佳降解苯酚温度为34 ℃.     

空化水射流-双氧水联合降解苯酚反应动力学

空化水射流-双氧水协同降解酚类污染物在废水处理领域有很广泛的应用前景,但动力学方面的研究较少.为此,研究了空化水射流-双氧水联合降解苯酚的反应动力学.结果表明:当苯酚初始质量浓度为100 mg/L、溶液pH值为3.0、双氧水质量浓度为300 mg/L时,苯酚在空化水射流、双氧水和空化水射流-双氧水3种方法处理下,去除率分别为17％、21％、99.8％,且3种反应均符合表观一级反应动力学,表观反应速率常数分别为2.05×10-5 s-1、2.48×10-5 s-1、174.1×10-5 s-1,空化水射流与双氧水的协同效应使表观速率常数提高了38.4倍,表明空化水射流和双氧水联合处理工艺具有良好的协同效应;建立并求解了空化水射流-双氧水协同降解苯酚的动力学模型,得出了苯酚降解的反应动力学方程,经验证相关系数在0.98以上.     

紫外LED联合次氯酸钠灭活枯草芽孢杆菌的影响因素

为了探究不同水质对紫外发光二极管(UV-LED)联合次氯酸钠灭活枯草芽孢杆菌(ATCC6633)效果的影响,通过改变初始氯质量浓度、初始菌液浓度、p H值、温度、无机阴阳离子浓度及腐殖酸质量浓度等6种常见水质条件来观察其分别对试验灭活率的影响。结果表明,灭活率随初始氯质量浓度增加先升高后降低,初始氯质量浓度为8 mg/L时灭活率为5. 9个对数级,达到最高值;灭活率则随初始菌液浓度升高而降低,在初始菌液浓度为104cfu/m L时,灭活率最高,达6. 2个对数级;灭活率随p H值上升有显著降低,酸性条件下灭活率明显好于碱性条件,在p H=6时灭活率为6. 59个对数级;灭活率随温度上升先升高后降低,在25℃时灭活率最高为5. 9个对数级。碳酸氢根离子浓度的增加会对灭活产生抑制作用,锰离子质量浓度的增加同样会降低枯草芽孢杆菌的灭活率。溶液中腐殖酸的存在也会对灭活有抑制作用,且质量浓度越大抑制效果越明显。动力学分析表明,UV-LED联合次氯酸钠对枯草芽孢杆菌的反应遵从假一级反应动力学,反应速率常数k的变化幅度表明,p H值、初始氯质量浓度和HA质量浓度对试验灭活的影响高于其他3种水质条件。     

三相流化床中人苍白杆菌与硝化菌对苯胺废水的共基质降解

将人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)降解苯胺的过程与硝化反应相结合,在三重环流三相流化床中实现共基质降解,充分降低废水中的苯胺和苯胺降解过程中产生的NH4 -N.以自行研制的聚氨酯填料为载体,研究了流化床内苯胺、DO以及NaHCO3等对该共基质降解过程的影响.挂膜过程中苯胺质量浓度下降和NH4 质量浓度上升,证明了此过程中人苍白杆菌生物膜优先形成,而且NH4 质量浓度先增后降反映了人苍白杆菌生物膜的形成为硝化菌生物膜的形成创造了条件.通过苯胺对硝化菌的抑制性实验发现,苯胺质量浓度从100 mg/L下降到4 mg/L的过程中,其对硝化菌的抑制作用由强变弱.当苯胺质量浓度小于4 mg/L时,对硝化菌无抑制作用.其中亚硝化细菌比硝化细菌活性恢复更快,表明硝化菌比亚硝化菌对苯胺的毒性抑制更为敏感.流化床高效的传氧能力可以改善硝化细菌摄O2的条件.DO 2～3 mg/L,pH=7.5～8.5及适当的NaHCO3添加量是苯胺与NH4 -N共基质降解的适合条件.此条件下进水COD和苯胺质量浓度分别为540 mg/L及210 mg/L左右时,出水能够达到国家一级排放标准.     

甲基对硫磷降解菌的分离鉴定及降解特性研究

从湖北仙桃农药厂附近长期受农药污染的土壤中分离出1株甲基对硫磷降解菌HS-MP12,该菌能利用甲基对硫磷(MP)和对硝基苯酚(PNP)作为唯一的碳源、氮源生长.在24 h内,HS-MP12对起始质量浓度为500 mg/L和200 mg/L的MP降解率分别为86.8%和95.7%,对起始质量浓度为200 mg/L的PNP的降解率为92.3%,测定条件为: pH值6,温度30 ℃.HS-MP12经过形态观察、生理生化鉴定、16S rDNA序列测定和同源性分析,初步鉴定HS-MP12菌株为蜡状芽孢杆菌( Bacillus cereus).实验结果表明, HS-MP12在降解MP时,没有代谢中间产物对硝基苯酚的积累,推测可能存在不同的降解途径.     

BDE209好氧降解菌的筛选及降解特性研究

为了有效修复广东省贵屿镇环境中十溴联苯醚(Pentabromophenyl ether,BDE209)的污染,从该地区的环境样品中筛选出1株在好氧条件下以BDE209为唯一碳源和能源生长的降解菌J-1,根据菌株的形态特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析,鉴定为苏云金芽孢杆菌( Bacillus thuringiensis ).通过考察不同的环境因素对菌株生长及其降解能力的影响,确定该菌适宜的生长条件为:pH=6.0～9.0,温度30 ℃,溶氧量4.55～7.50 mg/L.降解BDE209的最佳条件为:pH=8.0,温度30 ℃,溶氧量5.94 mg/L.投菌量的增加能较大幅度地提高该菌对BDE209的降解效果.不同的共代谢底物对菌株降解BDE209有不同的影响,乳糖和蔗糖能促进其对BDE209的降解.当体系中存在低质量浓度的Cd2+时(≤5 mg/L),该菌对BDE209的降解效果得到提高.     

一株蜡状芽孢杆菌降解毒死蜱的影响因素研究

为了明确一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus HY-2)对毒死蜱的降解特性,在基础培养基中定量添加毒死蜱和降解菌进行混合摇培,每12 h取样检测毒死蜱残留量和菌株生长量,研究了接种量、毒死蜱初始质量浓度和含盐量等因素对菌株降解毒死蜱的影响。结果表明,接种量为8%(体积分数,接种体密度为OD600=3.0)时对80mg/L毒死蜱的降解率最高,为53%。随毒死蜱初始质量浓度增加,菌株的生长受到不同程度的抑制,然而随着毒死蜱的降解,菌体的生长量迅速增加,培养液的p H值随降解菌的增殖而逐渐上升。毒死蜱初始质量浓度为40~150 mg/L时,随降解时间延长,毒死蜱的残留质量浓度逐渐下降;而毒死蜱初始质量浓度为200 mg/L时,毒死蜱质量浓度在降解过程中出现了先上升后下降、然后逐渐下降的现象。降解菌对Na Cl有较高的耐受度,当Na Cl质量浓度为20~70 g/L时,降解菌在60 h时对80 mg/L毒死蜱的降解率为27%~53%。     

C3降解长链烷烃的条件优化及其机理研究

以正十六烷无机盐培养基为选择培养基,从武汉石化输油管附近土壤中筛选出了1株高效降解长链烷烃的菌株C3。采用摇瓶实验,研究了菌株C3降解正十六烷的降解条件、降解动力学及降解机理。菌株C3降解正十六烷的最适宜条件为温度35℃、初始p H=7、摇床转速150 r/min。动力学研究显示,在底物质量浓度为1 000 mg/L时,其降解动力学拟合结果符合Monod方程,半饱和常数Ks=609.8 mg/L,最大降解速率v_(max)=62.1mg/(L·h)。对C3降解正十六烷产物进行红外光谱及GC/MS分析,推测该降解方式为末端氧化。     

Ti/SnO2-RuO2-Sb电极电氧化处理五氯苯酚模拟废水研究

采用刷涂-热解法制备了Sb、Ru掺杂的Ti/SnO2电极。通过SEM、EDX、XRD和循环伏安扫描(CV)表征了电极表面形态、组成、结构和电化学性质,并通过正交试验考察了电催化氧化降解五氯苯酚的影响因素。结果表明,各因素对五氯苯酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始质量浓度、反应温度、反应时间、电流密度、初始溶液pH值。在底物质量浓度为50mg.L-1,反应温度50℃,反应时间180min,电流密度40mA.cm-2,溶液初始pH值为8的条件下五氯苯酚的转化率达到97.6%。     

芽孢杆菌ZG0427表面活性剂性质及对石油降解菌的作用

为研究生物表面活性剂对石油降解菌的作用效果,采用酸沉法从芽孢杆菌(Bacillus sp.)ZG0427培养液中提取了生物表面活性剂,用薄层层析方法对其类型进行鉴定,并测定了带电性质及乳化性能。分别将芽孢杆菌ZG0427菌体和表面活性提取物加入石油降解假单胞菌(Pseudomonas sp.)YM15及红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)KB1培养物中,研究其对石油降解菌生长及石油降解效果的影响。结果表明,芽孢杆菌ZG0427所产表面活性剂为脂肽类阴离子表面活性剂。当表面活性剂水溶液质量浓度为100 mg/L时,其乳化指数可达到58.0%。当ZG0427与YM15混合培养时石油降解率从32.70%提高到39.33%;与KB1混合培养时,石油的降解率从19.98%提高到34.33%。当在石油降解菌中添加不同质量浓度表面活性剂提取物后,不仅促进了假单胞菌YM15的生长,还能明显增加其石油降解效率(p0.05),在培养基中添加20 mg/L表面活性剂提取物,培养第5 d时,YM15菌落数达到2.5×1012CFU/m L,对石油的降解率为40.07%。生物表面活性剂产生菌ZG0427与石油降解菌KB1及YM15构成的复合菌剂对石油有良好的降解效果,但高剂量表面活性剂对KB1生长产生了不同程度的抑制作用,导致石油降解率降低。     

漆酶介体系统对蒽与苯酚共存体系的降解研究

以2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为介体,研究了漆酶/ABTS介体系统对蒽与苯酚共存体系的降解效果,并考察了不同苯酚浓度对共存体系中蒽降解效果的影响。同时,分析了漆酶/ABTS介体系统对共存体系的作用机理。结果表明,苯酚的引入会抑制蒽的去除,且随着苯酚浓度的增大,蒽降解被抑制地更明显,而蒽对苯酚的降解影响可以忽略不计;蒽体系和蒽与苯酚共存体系中蒽的氧化降解过程均符合一级动力学规律。     

氯代酚和烷基酚类化合物对斑马鱼胚胎发育影响的研究

为研究氯代酚和烷基酚类化合物的毒性,采用斑马鱼胚胎发育技术,观察这两类化合物对不同发育阶段斑马鱼卵的影响.结果显示,在受精卵产出后立即染毒,胚胎对这些化合物最敏感的毒理学终点分别为: 五氯酚--48 h心律、色素和水肿的EC50值均为0.2 mg/L; 对-壬基酚--72 h孵化EC50为0.5 mg/L; 对-辛基酚--72 h畸形EC50为0.5 mg/L; 对-氯酚--48 h色素EC50为1.5 mg/L; 染毒时刻的不同对胚胎所造成的毒性效应也不同.几种氯代酚和烷基酚对发育24 h胚胎染毒,五氯酚毒性最大,对-辛基酚和对-壬基酚次之,对-氯酚毒性最小.研究表明,该类化合物对斑马鱼胚胎发育均有明显抑制作用,可以造成胚胎发育畸形甚至死亡,具有特定的最敏感毒理学终点.     

杂色云芝漆酶和发酵液降解对苯二酚研究

测定和分析了杂色云芝漆酶和杂色云芝发酵液对对苯二酚的降解反应.通过对不同底物质量浓度下杂色云芝漆酶酶学反应动力学特征分析,求得漆酶Lac A对对苯二酚的酶反应动力学方程V=1.52Cs/(16.55 Cs)和底物抑制反应速率方程γs=1.02/(1 12.86/Cs Cs/137.17).发酵液对对苯二酚的降解反应进程符合一级反应动力学方程lnC=-kt 6,发酵液对对苯二酚的降解反应动力学基本符合Michelis-Menten酶学反应动力学方程Vf=1.77Cs/(3.63 Cs),研究表明Lac A与发酵液对对苯二酚的酶学反应动力学具有较大的相似性,也存在着底物抑制现象,其底物抑制的动力学方程为γs'=1.40/(1 5.75/Cs Cs/278.26).比较漆酶纯酶Lac A和发酵液对对苯二酚反应的Km和Vmax数值,发现杂色云芝发酵液Km较小而Vmax数值较大,说明发酵液较漆酶纯酶具有更高的底物亲和力和催化效率.     

重金属吸附菌处理含锌废水的研究

从污水厂活性污泥中分离筛选出3株对重金属锌吸附能力较强的菌株,考察了pH值、温度和Zn2+质量浓度对菌株吸附含锌废水的影响。结果表明,菌株Z-5-2在pH=7.0、温度30℃、Zn2+质量浓度为200mg/L时吸附效果最好;菌株Z-5-3在pH=6.0、温度28℃、Zn2+质量浓度为250mg/L时吸附效果最好;菌株Z-5-4在pH=7.0、温度28℃、Zn2+质量浓度300mg/L时吸附效果最好。其中,菌株Z-5-4吸附能力最强,吸附率可达95.5%,对菌株Z-5-4进行16SrDNA序列分析,鉴定Z-5-4为产吲哚金黄色杆菌。     

离子液体对微藻的急性毒性效应

采用流式细胞术研究离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C4mim][Cl])和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C4mim][BF4])对四尾栅藻的毒性影响,测定了细胞增殖、叶绿素荧光、细胞膜完整性和酯酶活性的变化。结果表明,2种离子液体均可抑制细胞增殖,且抑制作用随离子液体质量浓度和暴露时间增加而增强。计算得到96 h[C4mim][Cl]和[C4mim][BF4]的半数效应质量浓度EC50分别为49.61 mg/L和42.22 mg/L。测试期间发现,[C4mim][Cl](质量浓度20~200 mg/L)和[C4mim][BF4](质量浓度20~150 mg/L)对叶绿素荧光强度有一定的抑制作用,对细胞膜完整性无明显影响,随离子液体处理时间延长,对酯酶活性表现为先刺激后抑制作用;经200 mg/L[C4mim][BF4]处理藻细胞96 h后,藻细胞叶绿素的平均荧光强度仅为对照组的20%,酯酶活性为对照组的5%,且95%细胞膜发生破裂。2种离子液体对四尾栅藻均有毒性作用,这表明离子液体一旦进入水环境,将会对水生环境带来一定风险。     

MBBR-A2O/MBR处理农村生活污水动力学研究

采用MBBR-A2O/MBR(又称BCO-MBR)工艺,对水质特征呈现低碳源高氮磷、水质波动大和日变化系数大等特点的农村生活污水进行研究。对比MBBR-A2O/MBR工艺在5种不同水力停留时间下的(0.42 d、0.50 d、0.75 d、1.25 d、1.50 d)运行状况,挑选出最佳的水力停留时间,并利用Lawrence-McCarty模型构建该工艺的污染物降解动力学方程。结果表明,随着水力停留时间(HRT)的延长,MBBR-A2O/MBR工艺对污染物的去除效果逐渐提升。当HRT为1.25d,CODCr、NH3H、TN、TP平均进水质量浓度分别280.67mg/L、36.88 mg/L、50.59 mg/L、2.51 mg/L时,平均出水质量浓度分别为34.33 mg/L、3.19 mg/L、5.13 mg/L、0.63 mg/L,平均去除率分别可达87.86%、89.92%、89.85%、74.95%。CODCr、NH3H、TN出水质量浓度在城镇污水排放标准一级A限值以下,TP出水质量浓度达到一级B标准,因此确定最佳的HRT为1.25 d。污染物降解动力学计算所得模拟值与实际出水质量浓度测量值拟合度良好,其中CODCr模拟值与平均测量值一致性最高,相对误差在0.02~0.14,NH3H与TN的相对误差分别在0.19~0.60和0.1~0.33。这表明污染物降解动力学方程可以较好地模拟工艺出水的污染物质量浓度。CODCr降解动力学方程常数为Vmax=0.19 d-1,KS=82.97 mg/L;NH3H降解动力学方程常数为Vmax=0.02d-1,KS=8.49 mg/L;TN降解动力学方程常数为Vmax=0.024 d-1,KS=8.10 mg/L。研究的动力学常数与传统活性污泥法动力学常数相比,KS较高,而Vmax较低,导致Vmax较低的主要原因可能是测定的污泥质量浓度高于实际有效的质量浓度。研究对利用MBBR-A2O/MBR工艺处理农村生活污水和传统活性污泥工艺提标改造具有一定的应用参考价值。     

五氯苯酚的降解研究进展

综述了近年来我国在五氯苯酚(PCP)降解研究中取得的进展,并对五氯苯酚的化学与生物降解法进行了评述.在化学降解法中着重讨论了光催化降解和辐射降解,对比了常用光催化技术(UV,UV/H2O2,UV/H2O2/Fe(Ⅱ/Ⅲ),UV/TiO2)和辐射技术对PCP的降解效率及其影响因素,分析了其降解产物和降解机理.化学降解主要为自由基氧化降解,五氯苯酚在HO·、·O2-等自由基作用下,逐步脱氯生成多酚或醌,然后开环矿化.在微生物降解法中,综述了降解PCP微生物的筛选,论述了PCP在好氧和厌氧条件下的降解过程.五氯苯酚的生物降解路径为:好氧条件下,五氯苯酚在氢氧化酶作用下,被氧化生成氯代醌,并逐步脱去所有的氯原子,生成苯酚后开环;在厌氧和缺氧条件下,五氯苯酚还原脱氯,在得到电子的同时,脱掉一个氯取代基,最终矿化为CH4和CO2.PCP的降解研究对讨论其在环境中的迁移、转化以及含酚废水的处理具有重要意义.