黄孢原毛平革菌原生质体的紫外诱变育种及对义马褐煤的降解转化

黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对煤炭具有降解转化效果.通过对该菌种进行原生质体紫外诱变选育,获得了高效的煤炭生物降解转化菌株.采用PDA培养基,在pH值为7.0、温度为28℃、转速为150 r/min的条件下进行黄孢原毛平革菌原生质体再生菌的培养和煤炭生物降解转化试验;黄孢原毛平革菌在36℃、振荡培养5～6h的条件下萌发出极短芽管的孢子,在含有Novonzyme234和溶壁酶的MgSO4溶液中进行破壁生成原生质体;进而选取酶解120 min的原生质体,在距离30 W紫外灯30 cm处对黄孢原毛平革菌原生质体进行紫外诱变选育;对义马褐煤、硝酸处理义马褐煤及其降解转化产物采用红外光谱进行分析.结果表明:黄孢原毛平革菌原生质体紫外诱变选育效果显著,且再生菌遗传性状稳定,在溶壁酶质量浓度为7mg/mL、Novonzyme234质量浓度为5 mg/mL、反应时间为120 min的条件下,原生质体形成率为85％,再生率为9％;在紫外辐射90s时黄孢原毛平革菌原生质体的致死率为95.6％,其原生质体再生菌对义马褐煤和硝酸处理义马褐煤的最大降解率从31.84％分别提高到42.6％和60.16％,较紫外诱变育种黄孢原毛平革菌对义马褐煤和硝酸处理义马褐煤的降解率分别提高了10.05％和8.54％;降解转化产物的官能团含量发生了变化,芳香类高聚物降解为低相对分子质量类物质及其他类物质.     

黄孢原毛平革菌对印染废水脱色条件研究

根据黄孢原毛平革菌的生长和代谢特点,设计了不同废水浓度、不同菌龄、不同温度、不同转速和不同pH值条件,研究黄孢原毛平革菌对工业印染废水的脱色效果.研究表明,印染废水最佳稀释倍数为8倍,脱色用菌丝球最佳接种菌龄为3d,脱色适宜温度为38℃,摇床转速为150～180r/min,脱色初始pH值为3.4～4.6.     

不同微生物降解木质纤维素效率和过程的对比研究

在固态秸秆上培养黑曲霉M1M15M19、黄孢原毛平革菌、杂色云芝和草菇VT53,优化营养条件和培养方式,测定秸秆降解过程中木质纤维酶类和秸秆成分的变化.结果表明,4菌株降解木质素的最佳碳氮比均为1 g秸秆中加入0.4 g葡萄糖和0.006 g氯化氨.单菌株降解时,黄孢原毛平革菌对木质素的降解效果最好,32 d固态培养后,木质素降解率为37.2%;多菌株联合降解时,先接黄孢原毛平革菌后接杂色云芝方式下的降解效果最好,32 d固态培养后,木质素降解率为51.3%;4株微生物都可产生漆酶(Laeease,Lac)、锰依赖过氧化物酶(Manganese-dependent peroxidase,MnP)、木质索过氧化物酶(Lignin pemx-idase,Lip)、纤维素酶(Cellulase,Cel)、半纤维素酶(Hemieellulase,Hcel)等木质素降解酶类(黑曲霉M1M15M19、黄孢原毛平革菌不产生Lac).Lac、MnP、Lip是影响木质素降解的关键性酶类,Cel、Hcel是纤维素和半纤维素降解的关键性酶类,且酶活性越高,降解率越大.纤维素和半纤维素的降解优先于木质素;秸秆降解过程中产生还原性糖类,碳元素含量减少.研究表明,采用先接黄孢原毛平革菌后接杂色云芝的方式处理秸秆32 d时降解效果最好,可使木质纤维素发生生物高效降解.     

黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对3种酚酸物质的降解作用

研究黄孢原毛平革菌(P.chrysosporium)对香草酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸的降解作用.结果表明,300 μg/mL的上述3种酚酸物质与黄孢原毛平革菌共培养2 d后,3种酚酸物质的降解率分别达到73.48%、99.09%和54.74%.黄孢原毛平革菌发酵上清液对3种酚酸物质的降解能力较弱,作用2 d后,降解率分别为13.28%,4.47%和5.43%,而该菌菌丝体降解能力很强,作用2 d后3种酚酸物质的降解率分别达到65%,98.37%和48.69%.研究表明,黄孢原毛平革菌对这3种酚酸的降解主要在菌体表面或体内进行.     

活性黑对黄孢原毛平革菌锰过氧化物酶的影响

观察了活性黑KN-B(Reactive Rlack KN-B,RB KN-B)对黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)锰过氧化物酶(MnP)酶活力和菌丝超微结构的影响以及黄孢原毛平革菌对RB KN-B的降解.于P.chrysosporium培养液MnP酶活达最高前,分别加入质量浓度为50 mg/L,200 mg/L,350 mg/L和500 mg/L的RB KN-B.分光光度法检测培养液MnP酶活,电镜观察菌丝超微结构的影响,紫外-可见光谱法检测培养液中RB KN-B的降解.结果显示,1)与对照组相比,50 mg/L RBKN-B组的MnP酶活力增强,200 mg/L、350 mg/L和500 mg/L组的MnP酶活力均显著低于对照组;2)电镜观察显示,经RB KN-B作用后,菌丝细胞膜受损,细胞内含物减少,胞质浓缩,出现质壁分离现象,500mg/L组有大量细胞解体;3)紫外-可见光谱扫描显示,RB KN-B经黄孢原毛平革菌降解,可见光波段最大吸收峰由598 nm移至525 nm和556 nm,峰值减小,紫外波段的吸收峰由315 nm移至352 nm.结果显示,黄孢原毛平革菌对RB KN-B的反应类似机体对不良环境因子的应激反应,经历了诱导、抑制及衰退的过程;RB KN-B对黄孢原毛平革菌菌丝细胞超微结构的损伤随RB KN-B浓度增高而增强,表明RBKN-B对MnP酶活的抑制与黄孢原毛平革菌结构受损密切相关;黄孢原毛平革菌对RB KN-B具有一定的降解能力,其中MnP作为关键酶起了重要的作用.     

利用木薯渣进行纤维素分解菌混合发酵工艺研究

从自然界中筛选出6株相互间无拮抗作用的纤维素分解菌进行混合发酵,研究了该混菌以工业废弃物木薯渣为原料发酵的最佳产酶条件是:培养基配方为木薯渣4 g,黄豆粉0.75 g,KH2PO40.20 g,NaCl 0.02g,MgSO4·7H2O 0.015 g,蒸馏水1 000 mL;发酵工艺为初始pH=7.0,培养温度40℃,每250 mL锥形瓶装培养液140mL,接种量3%,在140 r·min-1转速下发酵72 h.结果表明,混合菌的发酵可大幅度提高纤维素酶活力及对还原糖的耐受力.     

黄孢原毛平革菌吸附六价铬的研究

利用黑曲霉常用液体培养基对黄孢原毛平革菌进行扩大培养得到的菌丝球经过冷冻干燥后磨成粒径约为180 μm的粉末用于吸附废水中的Cr(Ⅵ).考察了pH、吸附时间以及预处理方法对吸附的影响.在不同初始浓度条件下,对Cr(Ⅵ)终浓度以及吸附量进行线性转换,发现pH＝2.0条件下Langmuir和Freundlich吸附模型能较好地描述P.chrysosporium菌丝球粉末对Cr(Ⅵ)的吸附.比较吸附前后的傅立叶变换红外光谱图可知,P.chrysosporium吸附Cr(Ⅵ)后,其主要成分和结构保持完整.     

白腐真菌木质素降解酶的产生及其调控机制研究进展

以黄孢原毛平革菌为主,介绍了近年来白腐真菌木质素降解酶系的生理生化特性、基因组成及其调控的研究进展,并且对木质素降解酶系的外源性调控及其酶活的失活机制进行了综述.然而,尽管对白腐真菌木质素降解酶的研究已有很大的进展,但木质素降解酶的分子调控机制仍尚未明了,因此将白腐真菌实际应用于污染物的降解仍需进一步的研究.     

不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响

为了寻求适宜的预处理方法,提高剩余污泥发酵产氢率,通过间歇式试验考察了热、酸、碱和高温好氧4种预处理方法对剩余污泥发酵产氢的影响.结果表明4种预处理方法均能有效抑制耗氢菌括性,同时促进污泥中微生物胞内物质的释放,使可溶性糖类物质和蛋白质质量浓度增加.其中高温好氧预处理的溶胞效果最好,可溶性糖类物质和可溶性蛋白物质质量浓度均最高,分别为878 mg/L和15 606mg/L,分别为原剩余污泥的10.58倍和58.45倍.4种方法预处理后的污泥发酵均获得了氢气,其中高温好氧预处理污泥产气率最高,为10.68 mL/g TS;其次是热预处理污泥,产气率为6.58 mL/g TS;碱预处理污泥产气率为3.63 mL/g TS;酸性预处理污泥产气率最低,仅为1.41 mL/g TS.     

金属离子影响白腐菌降解十溴联苯醚的途径分析

研究了金属离子(Fe2+、Mn2、Cu2+、Zn2+)对黄孢原毛平革菌(Phanerochaete drysosporium)降解十溴联苯醚(BDE209)的影响.通过4因素(Fe2+、Mn2、Cu2+、Zn2+)、5水平(0、0.01 mmol/L、0.05 mmol/L、0.1 mmol/L、0.2 mmol/L)正交试验优化了4种金属离子的配比.结果表明,在含1 mg/L BDE209的降解体系中,当Cu2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+浓度依次为0.05 mmol/L、0.2 mmol/L、0.01mmol/L、0.1 mmol/L时,生物量为1.74g,降解率达到最大(86.76％).对比金属离子影响BDE209降解率和生物量的效应曲线,降解率和生物量相关,但不完全呈正比.金属离子改变了反应体系pH值,提高了胞外酶活力,并在细胞内富集,从而影响白腐菌的生理代谢活动和BDE209的降解.     

哈药污泥的化学组成及农田应用安全性研究

通过对哈药总厂污水处理车间排放的污泥进行化学成分及施入土壤后重金属元素在土壤及水稻子粒中残留的分析,探讨该污泥能否应用于农田及适宜的用量.试验结果表明,污泥中有机质含量高,达800mg/kg,全氮含量达7%左右.重金属元素含量均明显低于农用污泥中污染控制标准值.大剂量施入土壤后,子粒中重金属元素的残留量与常规施肥无明显差异.随污泥用量的增加,土壤中有机质的含量明显提高,重金属元素除汞和锌有较大幅度提高外,其他元素差异不大.     

一株低温高效植物油降解菌的驯化筛选及固定化研究

为了解决因低温而导致的废水中油脂难以处理的问题,从冬季重庆大学餐厅排污管道的底泥中分离出1株可低温降解植物油的菌株DJ-1。将此菌株多次驯化培养后,在5℃条件下利用其对含20g/L菜籽油复筛培养基的模拟含油废水进行处理。经过3 d处理,可去除废水中70.63%的植物油。经16S rDNA测序分析,该菌株为假单胞菌的一个未定种属(相似度为99%)。使用泥炭和木屑作为固定化载体,按照m(泥炭)∶m(木屑)∶m(菌液)=1∶4∶20的比例将扩培后的DJ-1菌剂制作成细菌固定化菌粉。在5℃条件下利用菌粉对含20 g/L菜籽油复筛培养基的模拟含油废水进行处理,菌粉投加量为0.15 g/L。经过3 d处理,废水中植物油的降解率达到77.34%,5 d后达到85.22%。     

活性污泥吸附预处理腈纶废水的机理研究

以活性污泥作为吸附材料,研究了其对腈纶废水COD的吸附特征。结果表明,活性污泥可吸附腈纶废水中的COD,吸附量可达135 mg/g。伪二级动力学方程能很好地描述活性污泥对腈纶废水中的COD的吸附过程,模型计算出的二级吸附速率常数(k2)为2.3×10-4g/(mg·min);Langmuir方程最适合描述该吸附过程,决定系数在0.96以上。从活性污泥吸附前后腈纶废水中的有机物相对分子质量分级结果可以看出,活性污泥对大分子(30 k Da)有机物有较好的去除,污泥的电镜照片也证明了该点。研究表明,活性污泥吸附可去除腈纶废水中的悬浮物和胶体物,是有效的腈纶废水预处理方法。     

理化因素对锰细菌Arthrobacter chlorophenolicus MN1409氧化Mn2+的影响

Arthrobacter chlorophenolicus MN1409是1株分离自锰矿样品的高效锰氧化细菌。为了建立该菌株氧化Mn2+的适宜条件,研究了接种量、装液量、摇床转速、温度、pH值、Fe2+初始质量浓度和Mn2+初始质量浓度等理化因素对其锰氧化效率的影响。结果表明,接种量、装液量、转速和Mn2+初始质量浓度在一定范围内变化对锰氧化率影响不大;而温度、pH值和Fe2+初始质量浓度变化对锰氧化率有较大影响。当接种量为4%,装液量为60 mL,温度为25℃,摇床转速为100r/min,pH值为7,且有一定的Fe2+存在时,Arthrobacter chlorophenolicusMN1409对锰的氧化效率最高。     

纳米Fe强化污泥厌氧消化产甲烷的研究

介绍了利用纳米Fe强化污泥高效产甲烷的方法。实验结果表明,纳米Fe最佳投放量为6 g/L,相应的甲烷产量(以VSS计)为198 m L/g。机理研究表明,纳米Fe能够促进污泥水解、酸化,进而促进甲烷的积累。     

低繁殖量蚯蚓养殖法处理剩余污泥的可行性研究

针对城市剩余污泥饲养蚯蚓需要发酵预处理,以及繁殖的含重金属的蚯蚓利用难的问题,进行了不同种类污泥直接饲养蚯蚓实验,并考察了投料方式、投料厚度对蚯蚓的生长影响.结果显示,新鲜的城市剩余污泥直接饲养蚯蚓可行,与投料方式无关.发臭污泥块状投放适宜蚯蚓生长,密实投放不适宜蚯蚓生存.采用定时引出成蚓,改变泥中蚓卵的生存环境,控制卵发育的养殖方法,对污泥中重金属转移规律进行了研究.结果表明,饲养过程中蚯蚓体内的重金属质量比随饲养时间上升.饲养120 d左右,蚯蚓体内质量比达到极限,且处理后的污泥中重金属质量比明显下降.该养殖法处理剩余污泥是方法可行,且具有蚯蚓产量低,利于蚯蚓处理和处置的优点.     

Effects of heavy metals on planting watercress in kailyard soil amended by adding compost of sewage sludge

Mixture of sewage sludge with organic garbage was alternatively composted by aerobic and anaerobic technology for 60 days. A basin-scale experiment was performed by planting watercress with kailyard (KY) soil amended with the compost. The results show that average total organic carbon (TOC) increases from 98.45% to 787.69%, and average total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) and total potassium (TK) increases to 98.53%, 27.34%, and 41.62%, respectively. The results of watercress in 6 pot experiments with a control treatment show that biomass production increases from 76.47% to 312.00% with the increase of addition of compost from 50 g to 150 g per pot but decreases from 312.00% to 102.29% with the addition of compost to soil and further increases from 150 g to 400 g per pot. The optimal amount of compost added to KY soil is 0.4 g of compost 1 kg of KY soil. Heavy metals accumulated by watercress demonstrate that Cu, Ni, Cd, Pb, Cr, Zn in the crop are much lower than the limited levels of Chinese criteria for vegetables. KY soil is proper to be amended with compost of sewage sludge without threat of bio-magnification of heavy metals to planting watercress.     

椰壳基活性炭吸附高氯酸盐污染物的研究

为确定高氯酸盐污染物椰壳基活性炭吸附的最佳工艺参数,以高氯酸铵模拟废水为处理对象,通过L25(5)4正交试验考察活性炭投加量、温度、pH值、高氯酸盐初始浓度等参数对活性炭吸附率的影响规律。结果表明,ClO4-的去除率随着活性炭投加量的增加、ClO4-初始浓度的增大而增大,在偏中性的环境中具有较高的去除率,高温不利于活性炭的吸附反应。最佳工艺参数:活性炭投加量为0.4 g/L,pH为中性,温度为25℃,高氯酸盐初始质量浓度为2 mg/L。在最佳工艺参数条件下对ClO4-的吸附率为74.87%。     

不同污泥预处理方法对污泥过滤脱水性能的影响

研究了3种污泥预处理方法(表面活性剂处理、碱处理、Fenton处理)对污泥过滤脱水性能的影响。结果表明,对于3种预处理方法,使污泥过滤脱水性能最佳的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的投加质量比为50 mg/g,NaOH质量比为150 mg/g,Fenton试剂Fe~(2+)与H_2O_2的投加比n(Fe~(2+))∶n(H_2O_2)为1.5。3种预处理方法对污泥均有一定破解作用,其中由于Fenton反应的强氧化性,污泥破解率最大,污泥粒径减小了近50%,释放的溶解性COD(SCOD)最高(786.88 mg/L)。Fenton处理后的污泥紧密结合型胞外聚合物(Tightly Bound-Extracellular Polymeric Substances,TB-EPS)及TB-EPS中蛋白质和多聚糖的量减少得最多。此外,还分析了3种预处理方法脱水效率与速率的差异。     

含油污泥石油醚浸提技术研究

采用石油醚浸提技术对含油率为50.1%的污泥进行处理,以回收原油.当温度为45 ℃,搅拌时间为5 min,水加入量为20 mL(pH值为9),石油醚加入量为9 mL时,油去除率为93.70%.采用气相-质谱(GC-MS)联用仪对石油醚浸提回收的废油进行定性分析并与原油进行了对比,证明该工艺可以有效保证回收废油的油品质量.