硫杆菌的分离鉴定及其对煤矿废弃物的氧化脱硫特性

从宁夏大武口高硫煤矸石山的酸性废水中分离得到一株自养硫氧化细菌CMTF-32．该菌极端耐酸，能氧化低价态硫化物，氧化单质硫的能力强，在d11时单质硫的氧化率达到65．6％，日产硫酸能力最高时能达3．0g／L．培养基pH值在培养过程中明显下降．16S rDNA序列分析表明，该菌株与Acidithiobacillus thiooxidans相似性为99％，结合形态、生理生化实验结果，确定菌株CMTF-32为嗜酸氧化硫硫杆菌．煤矸石的脱硫实验表明，在煤矸石粒径小于2mm，初始pH为1．5，30℃培养条件下脱硫效果最佳，d14时脱硫量为2．72g／L，脱硫率可达到84．5％，使煤矸石的硫污染得到了有效的控制．图5表1参13     

嗜酸性氧化硫硫杆菌的分离鉴定及其产酸特性

嗜酸性氧化硫硫杆菌是生物淋滤技术去除污泥中重金属的主要菌种,其生物氧化产酸反应是生物淋滤的关键步骤。为筛选、培育出高效的嗜酸性氧化硫硫杆菌。通过研究氧化硫硫杆菌的产酸特性,找出提高其产酸效果的方法,筛选、培育出高效的嗜酸性氧化硫硫杆菌。本研究从某污水处理厂活性污泥中分离、纯化得到一株高效氧化单质硫的菌株JJU-1,通过菌株和菌落形态观察、生理生化试验、16S r DNA序列分析和同源性比较等分析方法,鉴定该菌株为嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidan),并从初始p H值、硫粉投加量、单质硫粒度、吐温60浓度等4个方面对JJU-1菌株的产酸特性进行了研究。实验结果表明:培养液初始p H值对后期产酸性能影响较小,当培养到第7天时,各培养液的p H值基本处于同一水平,但初始p H值小于1时,菌株的生长受到抑制;硫粉投加量越大,菌株产酸效率越高,当培养到第8天时,不同硫粉投加量的培养液p H值最大差值达到0.54;菌株产酸速率随单质硫粒度的减小而增大,粒径小于180μm的硫粉比大于180μm的硫粉产酸速率快;吐温60的投加对氧化硫硫杆菌产酸有一定的影响,当吐温60的浓度为0.4~1.6 g·L-1时,对氧化硫硫杆菌产酸有一定的促进作用,但当吐温60的浓度大于2.0 g·L-1时,培养8 d后氧化硫硫杆菌的生长受到一定的抑制;微滤膜实验表明JJU-1菌株与单质硫表面的直接接触是发生产酸反应的先决条件。在最佳生长条件(初始p H=2.5~3.5、θ=28~32℃)下,JJU-1菌株培养5 d后,培养液p H值从3.5降到1.5左右,由此可见,该菌株具有良好的氧化单质硫产酸性能,在污泥生物淋滤技术中具有一定的应用前景。     

一株嗜酸硫单质还原菌的分离鉴定及其在酸性重金属废水处理中的作用

采用Hungate厌氧滚管法,从酸性重金属废水中筛选了1株嗜酸性的硫单质还原菌NAU-16.经形态学和16S r DNA基因序列分析鉴定为脱硫菌属硫磺细菌种Desulfurella amilsii.研究了其在不同温度(20—60℃)、p H(1.0—7.0)和碳源(乙酸、丙醇、乳酸、葡萄糖、丙三醇、丙酮酸)条件下的生长特性,并通过序批式厌氧瓶培养考察了该菌株对污泥生物沥浸酸液中Zn~(~(2+))、Cu~(~(2+))、Ni~(~(2+))的去除效果.结果表明,菌株NAU-16最适生长温度为35—45℃,可在p H值3.0—7.0范围内较好生长,能利用乙酸、葡萄糖作为电子供体和碳源.同时,Desulfurella amilsii NAU-16介导的生物硫单质还原可有效处理含Zn~(~(2+))、Cu~(~(2+))、Ni~(~(2+))的污泥生物沥浸酸液.对于初始p H 3.0—4.0的沥浸液,处理12 d,Zn~(~(2+))、Cu~(~(2+))的去除率达99%以上,Ni~(~(2+))的去除率90%—99%.上述研究结果为酸性重金属废水生物处理提供了一种新途径.     

胞外多聚物在氧化亚铁硫杆菌吸附Mn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)中的作用

利用从粤北大宝山酸性矿山废水(AMD)分离的氧化亚铁硫杆菌(A.f菌),采用原子吸收分光光度技术和荧光分光光度技术,研究其胞外多聚物(EPS)对水中Mn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)的吸附率及二者间的相互作用方式.结果表明,A.f菌对Mn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)具有较强的耐受性;A.f菌的EPS对3种金属离子吸附率随时间的延长而升高,当EPS吸附Mn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)后,类蛋白复合物荧光强度增强且最大发射峰位蓝移;A.f菌对Mn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)的耐受性与其胞外有机多聚物特别是类蛋白物质的生物吸附密切相关.A.f菌的EPS的生物吸附在水中重金属的去除中可发挥重要作用.     

德氏假单胞R-8菌脱硫的“硫饥饿”诱导机理

以专一性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonas delafieldii)R-8为出发菌株,构建了含有重组质粒pRT-D的重组菌株R-8-D.在不同硫酸盐浓度条件下,研究了R-8和R-8-D脱硫的"硫饥饿"诱导机理.结果表明,在充足的Na2SO4(＞0.023 mmol L-1)条件下,R-8菌首先利用硫酸盐生长,脱硫酶的合成受阻遏,DBT不被利用,而R-8菌处于"硫饥饿"状态(Na2SO4浓度≤0.023 mmol L-1)时,诱导了脱硫酶的合成,能利用DBT生长;Na2SO4在临界浓度以上时,R-8-D菌阻遏了脱硫基因的报告基因lacZ的表达,低于临界浓度时不抑制lacZ表达.本实验结果从细胞和分子水平上证实了R-8菌脱硫属"硫饥饿"诱导类型,并首次确定了脱硫微生物"硫饥饿"诱导的硫酸盐临界浓度为0.023 mmol L-1,为构建高活性的、不受硫酸盐抑制的脱硫工程菌提供了理论依据和技术支持.图10表1参14     

重金属对禾谷镰刀菌的生长及毒素合成的影响

以禾谷镰刀菌为研究对象,研究了常见重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)对禾谷镰刀菌菌株生长及其毒素合成的影响。研究结果表明,重金属对菌株的生长和其产毒能力均产生影响。Cu~(2+)和Cd~(2+)对菌株生长影响较大,随着浓度的增加对生长的抑制作用增强,当离子浓度分别为20 mg·L~(-1)和40 mg·L~(-1)时,能够完全抑制菌株生长。Zn~(2+)在0~160 mg·L~(-1)浓度范围内促进菌株生长,在10 mg·L~(-1)浓度下促进毒素合成。Pb~(2+)在察氏培养基中对菌株生长的影响没有明显规律可循,但是,随着Pb~(2+)浓度增加,抑制毒素合成作用增强。     

不同菌糠生物炭对水体中Cu2+、Cd2+的吸附性能

以菌糠废弃物为原料,采用限氧裂解法在500℃条件下制备香菇菌糠、猴头菇菌糠和平菇菌糠生物炭(LEBC、HEBC和POBC).利用SEM、XRD和FTIR等方法对吸附剂进行了表征;通过吸附动力学、等温吸附、生物炭酸化实验探究了3种菌糠生物炭去除水溶液中Cu~(2+)、Cd~(2+)的效果及机理.结果表明,在溶液初始pH 2—3时,3种菌糠生物炭对溶液中Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附量急剧增加.LEBC、HEBC、POBC对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附符合准二级动力学模型,对Cu~(2+)的吸附速率分别为10.15×10~(-3)、7.08×10~(-3)、0.69×10~(-3) mg·g~(-1)·min~(-1),对Cd~(2+)的吸附速率分别为6.53×10~(-3)、5.19×10~(-3)、0.26×10~(-3) mg·g~(-1)·min~(-1).不同浓度下LEBC、HEBC、POBC对Cu~(2+)的吸附符合Langmuir模型,最大吸附量依次为56.74、11.98、77.32 mg·g~(-1);而Cd~(2+)的吸附符合Freundlich模型,最大吸附量依次为74.26、36.49、70.2 mg·g~(-1).LEBC在较短的时间内能达到较大的吸附量,可作为去除水体中Cu~(2+)、Cd~(2+)的优质吸附剂.XRD和FTIR等分析结果表明生物炭对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附机制包括物理吸附、阳离子-π作用、官能团络合及沉淀.3种生物炭经酸化处理后,对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附能力显著下降,表明生物炭中碳酸盐引起的Cu~(2+)、Cd~(2+)表面沉淀在吸附过程中起重要作用.     

硫氧化细菌的分离鉴定及降解特性

从浙江华海药业污水处理系统中分离得到一株硫氧化细菌T3,基于形态特征、生理生化、16S rRNA基因序列系统学分析和Biolog鉴定系统分析,鉴定该菌株为根瘤菌属.摇瓶实验结果表明,T3生物降解最适生长温度为30℃,最适pH值为8.0,外加氯化铵、碳源对菌株生长及硫化钠降解有促进作用,驯化后的硫氧化细菌对硫化钠有很强的耐受能力,最优生长条件下,2 d内菌株T3能将400 mg/L以下浓度的硫化钠降解彻底,是一株有应用前景的硫氧化细菌.通过测定代谢过程中各种物质的含量,确定该菌株对硫化钠的去除机理为S2-→S2O32-/S0→SO32-→SO42-.图8表1参18     

Diaphorobacter sp.J5-51降解酚类污染物的特性

为强化酚污染的生物治理,提高酚类污染物的去除效率,采用单因素实验方法研究1株Diaphorobacter细菌(命名为J5-51)降解酚类物质的特性.结果显示,菌株J5-51在pH为6.0-9.0、温度为25-35℃的情况下均能较好地降解对氯酚;添加0.2 mmol/L的Ca~(2+)能够促进、而添加相同浓度的Co~(2+)和Ni~(2+)则抑制对氯酚的降解;菌株降解对氯酚的速度与对氯酚的初始浓度呈负相关关系;除对氯酚外,菌株还能降解吡啶、苯酚、2-甲酚、3-甲酚和4-甲酚.在优化的条件下,菌株可在72 h内完全降解焦化废水中约400 m g/L的苯酚和100 mg/L的甲酚;同时,对菌株J5-51进行固定化有利于其降解酚类化合物.综上认为,菌株J5-51在处理酚类化合物共污染环境的生物修复中具有一定的应用潜力.(图6参13)     

厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器处理高硫酸盐有机废水的厌氧生物脱硫试验

采用人工配制的高硫酸盐有机废水模拟青霉素废水,研究其经过EGSB反应器厌氧处理后的出水,在厌氧条件下采用生物法将其转化为单质硫的脱硫工艺.当保持S2-/NO3-在1.7—1.8时,S2-保持高去除率且不会进一步生成硫酸盐.脱硫反应器与EGSB反应器联合运行,处理系统运行参数为：进水COD浓度为6000 mg·L-1,硫...     

高效转化胆固醇菌株的筛选、鉴定及转化条件优化

胆固醇由甾体母核和侧链构成,是一种新的甾体资源.以胆固醇为唯一碳源的选择培养基,利用富集培养法从土壤中筛选出一株细菌,编号5901.该菌能够快速高效转化胆固醇,专一性生成4-胆甾烯-3-酮.经形态学观察和16S rDNA序列比对分析,该菌株为Rhodococcus sp.该菌株转化胆固醇的最优条件为:生长温度和转化温度均为30℃,初始pH 8.0.胆固醇质量浓度为5 g/L,反应24 h后,胆固醇转化率为95%.本研究表明,590 1菌株较之前报道的菌株,底物浓度高,转化速率快,也可以催化其它甾体化合物的3β-羟基氧化和5位双键位移反应,具有潜在的研究和应用价值.     

一株Agrobacterium sp.异养硝化菌的分离鉴定及其氨氧化性能

针对传统污水处理工艺中存在的工艺复杂、脱氮效率低等问题,从江苏无锡市桃花山垃圾渗滤液生化反应池活性污泥中富集、分离及筛选出一株异养硝化菌BT1.通过16S rRNA序列分析,对分离菌株进行鉴定,同时对其异养硝化特性、氨氧化功能基因及氨氧化性能影响因素进行研究.结果显示:分离到的异养硝化菌为农杆菌属Agrobacterium sp..该菌经过32 h培养后,NH_4~+-N去除率为99.77%;TN去除率为96.99%.其中,59.62%TN转换为胞内氮,37.37%TN转化为气态氮;检测不到NO_3~--N和NO_2~--N的积累.结合氨单加氧酶基因(amo A)的PCR成功扩增,进一步证明了BT1菌株具有氨氧化能力.单因子试验结果显示,在温度为30℃、C/N为10-15、pH为7.0-9.0、转速为120-160 r/min的条件下,菌株均能去除98.51%以上NH_4~+-N,体现出良好的氨氧化性能.BT1菌株能够适应较宽的氨氮负荷,在高氨氮浓度(500和1 000 mg/L)下生长良好且NH_4~+-N去除率均超过64.69%.本研究表明BT1菌株具有高效的异养硝化性能及优异的氨氮耐受性,具有进一步处理高浓度氨氮废水的应用前景.(图9参39)     

十二烷基硫酸钠降解菌株Pseudomonas sp. SDS-2的降解能力及其低温降解活性的调控（英文）

尽管生物法已广泛用于表面活性剂废水的处理,但低温对微生物的代谢活性产生明显不利影响,导致出水难以稳定达标.对筛选到的十二烷基硫酸钠(SDS)降解菌的降解能力进行考察,并对不同调控策略作用下该菌株的低温降解活性进行评估.对筛选到的菌株进行16S rRNA基因序列测定与分析.该菌株在不同温度、pH、底物浓度、接种量下的降解能力以及不同调控策略(低温驯化、外源物质添加)下的低温降解活性均以化学需氧量(COD)的去除率间接表示.结果筛选到一株SDS降解菌,命名为SDS-2. 16S rRNA基因序列分析表明该菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株的最佳生长条件为30℃、pH 9和120 mg/L氨浓度,而接种量对其降解活性无明显促进作用.当SDS初始浓度为2 500 mg/L时,该菌株对SDS的去除速率(以COD计)可达到355.3 mg L~(-1) h~(-1). 15℃下,长期驯化可使该菌株的降解活性达到30℃时的水平;10℃下,添加外源物质丁二酸钠和硝酸钾可使COD的去除率在48 h内分别提高25.3%和24.6%;外加蛋白胨和复合维生素可使COD的去除率在24 h内分别提高22.8%和11.7%.本研究筛选到的Pseudomonassp.SDS-2具有高的SDS降解活性,可为实际含SDS表面活性剂废水的处理提供微生物资源;同时,本研究中的调控策略亦可为SDS低温生物处理提供潜在处理方法.     

球衣菌对重金属离子的耐受性及其吸附能力

研究了球衣菌对重金属离子Ag 、Hg2 、Pb2 、Zn2 的耐受性及生物吸附情况,并着重对Pb2 的吸附行为及工艺条件进行了探讨.结果表明:球衣菌对 4种重金属离子均有不同程度的耐受性,其中对Pb2 具有较大的耐受力.不同生长阶段的菌体对重金属离子的敏感性也不同.球衣菌对Pb2 的吸附作用是一种快速而非依赖温度的过程.在ρi(Pb2 ) =5mg/L,菌体浓度ρb=0. 2g/L,θ=30 ~35℃,pH=6. 5,菌龄a=32h,吸附时间t=30min时,吸附率可达95. 6%,吸附量为 23. 9mg/g. 图 3参 10     

施氏假单胞菌N2代谢邻/间/对甲酚的特性研究

本论文以施氏假单胞菌N2为受试菌株,研究了N2菌对邻/间/对甲酚及其混合物的生物降解特性.结果表明,N2菌能以邻/间/对甲酚为唯一碳源和能源生长,但对3种异构体的降解速率各异.完全降解600 mg·L~(-1)的对甲酚仅需6 h,间甲酚则需24 h,但对邻甲酚的降解明显减缓;200 mg·L~(-1)邻甲酚48 h的降解率仅为11.38%.GC-MS结果分析发现,N2菌代谢甲酚途径主要为甲基氧化、芳环羟化,随后脱羧、开环裂解、降解转化至矿化,但3种甲酚的降解途径及酸性代谢产物的形成次序不一致.3种甲酚混合存在时可促进N2菌对其降解,这主要是因为混合碳源的协同作用减少了体系中因产酸过多引起的毒性,从而促进了N2菌对甲酚的降解矿化.     

萘降解质粒pND6的分离和鉴定

从工业废水中分离的假单胞菌 (Pseudomonassp .)ND6菌株 ,能以萘为唯一碳源生长 ,使无机盐培养基(MM)中 2g/L的萘在 48h内降解 98% .该菌株含有一个 115kb的大质粒pND6 .DNA杂交实验表明 ,pND6质粒含有与恶臭假单胞菌 (P .putida)G7菌株的NAH7质粒同源的萘降解基因 .图 3表 1参 14     

脱硫脱硫弧菌去除SO2的工艺条件研究

从太原污水处理厂分离到1株硫酸盐还原菌,对其进行形态学观察及生理生化特征测定,鉴定为脱硫脱硫弧菌(Desulfovibriodesulfuricans).该菌株在pH=7、温度30℃、搅拌速度270r/min时生长最好,处理SO2的能力最强.当二氧化硫进口浓度小于10334mg/m3,SO2-3累积浓度小于87.31mg/L时,菌体生长良好,碱液流加速率较小,但当二氧化硫进口浓度达到11582mg/m3,SO2-累积至124.06mg/L时,菌体生长受到抑制,系统被破坏.图6参11     

重金属铜离子抗性菌株的筛选和吸附性能

从四川红原地区土壤中分离纯化得到对重金属铜离子(Cu2+)具有良好抗性的菌株YS-22,经16S rDNA序列比对鉴定该菌为克雷伯氏菌属(Klebsiella)中的产酸克雷伯氏菌(K.oxytoca).利用该菌进行生物吸附研究,结果显示其对水体中的重金属Cu2+具有良好的吸附性能,吸附行为能很好地符合pseudo二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,不同的培养条件以及菌体所处的不同生长时期会影响菌体的吸附效果,PGY培养基培养达到生长指数期时菌体用于吸附效果最好.最佳吸附pH值为5.30,吸附迅速,约60 min即可达到吸附平衡,最大单位吸附量达到117.6mg g-1干重菌体.研究表明该菌株作为一种生物吸附剂用于去除废水中的重金属铜污染具有一定的实际应用价值.     

亚抑菌浓度氟苯尼考作用下质粒pSD11对大肠杆菌适应性的影响

通过分析cfr阳性质粒pSD11对大肠杆菌的适应性影响,并测定氟苯尼考对携带质粒pSD11的大肠杆菌MG1655(Escherichia col MG1655)的最低筛选浓度(MSC),评价亚抑菌浓度氟苯尼考作用下多重耐药基因cfr在大肠杆菌中的持续存在和扩散传播的风险.通过电转化的方法将质粒pSD11导入模式菌E.coli MG1655中,获得耐药菌株E.coli MG1655/pSD11.通过测定生长曲线,比较无抗生素作用下耐药菌株E.coli MG1655/pSD11与同源敏感菌株E.coli MG1655的生长动力学参数,评价质粒pSD11对宿主菌适应性的影响.并通过比较分析不同亚抑菌浓度(0.031 25,0.062 5,0.125,0.25,0.5,1.0和2.0μg/mL)氟苯尼考作用下的生长速率,测定氟苯尼考对携带质粒pSD11的宿主菌最小筛选浓度(MSC).携带质粒pSD11的耐药菌E.coli MG1655/pSD11的延滞时间(2.853 3±0.031 8 h/λ)相对于同源敏感菌E.coli MG1655极显著延长(2.825 3±0.024 4 h/λ),且世代时间也显著延长(分别为:1.705 7±0.006 4 h/G和1.526 9±0.007 8 h/G).氟苯尼考对耐药菌E.coli MG1655/pSD11的MSC为0.042 5μg/mL约为相应敏感菌的MICsus的1/100.本研究表明携带cfr基因的质粒pSD11在无抗生素选择下对宿主菌有明显的适应性影响,但是在极低的氟苯尼考浓度的作用下存在选择优势,能够平衡适应性成本使宿主菌得到富集与传播,以期为对该质粒在环境中的传播风险评估及氟苯尼考的临床应用提供的参考.(图2表2参18)     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌对煤炭脱硫影响的研究

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)广泛应用于湿法冶金和煤炭脱硫。不同的实验条件对煤炭脱硫效率的影响很大。以QXS菌株为实验对象,分别考查了处理时间、初始pH、煤样粒度、煤浆质量分数等因素对煤炭脱硫效率的影响,结果表明:处理时间达到10d后,全硫脱除率达到65%且不再继续增加;初始pH的影响符合钟罩形曲线,最佳pH条件为2.0左右;伴随煤样粒度和煤浆质量分数的增加,脱硫的效果均呈现减弱趋势。此外,对具有不同Fe2 氧化能力的菌株的脱硫能力进行了对比分析,结果表明它们的脱硫效率与Fe2 氧化能力呈正相关。采用QXS菌株,煤浆质量分数为20%,煤样粒度为200目(<0.074mm),初始pH为2.0,温度30℃,摇床转速为175r/min,接种量为1010～1011·g-1时,10d后煤炭的全硫脱除效率可达65.1%。