单歧藻对烷基酚类化合物的生物降解性及QSBR研究

以单歧藻为主要微生物源,用二级反应动力学方程拟合8种烷基酚类化合物的生物降解动力学过程,得到它们在藻中的生物降解速率常数K.采用Mopac软件PM3法及文献资料计算了化合物的多种理化参数,应用SPSS统计软件做回归分析,对1gK进行了结构-生物降解性(QSBR)的研究.结果表明,疏水性参数lgK_ow,分子量M_w,一级价键连接指数1Xv,二级价键连接指数2Xv,生成热△H_f和分子偶极距μ能够较好地拟合烷基酚类化合物的生物降解速率,其中2Xv拟合效果最好.在此基础上,初步分析了烷基酚类化合物的生物降解机理,认为空间参数是决定其生物降解的主要因素,化合物的生成热和电性参数μ,E_homo的影响也不可忽视.      

单歧藻富集和降解烷基酚类化合物的动力学过程

选择单歧藻(Tolypothrix)研究其对苯酚、邻甲酚、间甲酚和4-辛基酚的生物富集过程及生物降解动力学。5d内单歧藻的生长经历了停滞期、对数期、静止期3个阶段;苯酚、邻甲酚、间甲酚、4-辛基酚的生物富集因子(BCF)平均值为4 59,3 87,5 82,292 48,与KOW值线性相关;单歧藻平均每天降解苯酚、邻甲酚、间甲酚、4-辛基酚分别为2 54,3 17,1 84,0 16mg L;用新近提出的二级反应动力学方程拟合其降解过程,得到它们的生物降解二次动力学常数K分别为0 386,0 500,0 254,0 023,K值由污染物的初始浓度决定并与分子量(M)线性相关,K=-0 003M+0 69,R=0 87,N=4。      

单歧藻降解4-乙基酚的动力学研究

以4-乙基酚为研究对象,分4个系列浓度组研究其在单歧藻作用下的可降解性及其影响因素,并采用最近提出的生物降解二级反应动力学方程拟合其降解过程.实验结果表明,单歧藻可降解4-乙基酚,其降解速率与藻细胞浓度和有机物初始浓度有关.在较低的有机污染物浓度范围内,动力学常数K主要由藻细胞活性即藻生长速率r决定.      

环境污染及其防治 海洋污染及其防治

X55200701004酚类化合物在模拟海水中的生物耗氧特性及其构效相关研究/李霁…(中国环科院国家环保化学品生态效应与风险评估重点实验室)∥环境科学研究/中国环科院.-2006,19(3).-101~104环图X-6测定了10种酚类化合物在模拟海水中的ρ(BOD5),并采用一阶价分子连接性指数(1XV)、二阶价分子连接性指数(2XV)、辛醇-水分配系数(lgKOW)、分子最高占据轨道能(EHOMO)、分子最低空轨道能(ELUMO)和分子偶极距(μ)作为受试化合物的分子结构参数进行构效相关(QSAR)分析.结果表明:在初始质量浓度相同的情况下,烷基酚类化合物的ρ(BOD5)随着取…     

酚类化合物好氧生物降解的QSBR研究

采用多种软件计算了酚类化合物的11种理化参数.应用SPSS统计软件,采用回归分析的方法,对3组生物降解数据-logKb、BOD、CO₂进行了结构-生物降解性(QSBR)的研究.结果发现,分子最低空轨道能(E_lumo)、偶极矩-μ-、分子摩尔质量(Mw)、分子表面积(TSA)、一阶分子连接性指数(¹X)、生成热(H_f)等能够较好地拟合酚类化合物的生物降解速率或程度.在此基础上,初步分析了酚类化合物的生物降解机理,认为电性参数与立体参数是决定酚类化合物生物降解的主要因素,化合物的生成热对生物降解最终产物的影响也不可忽视.     

酚类化合物在模拟海水中的生物耗氧特性及其构效相关研究

测定了10种酚类化合物在模拟海水中的ρ(BOD5),并采用一阶价分子连接性指数(1XV)、二阶价分子连接性指数(2XV)、辛醇-水分配系数(lg KOW) 、分子最高占据轨道能(EHOMO)、分子最低空轨道能(ELUMO)和分子偶极距(μ)作为受试化合物的分子结构参数进行构效相关(QSAR)分析.结果表明:在初始质量浓度相同的情况下,烷基酚类化合物的ρ(BOD5)随着取代烷基的增大而减小.同一取代基取代位置不同,ρ(BOD5)也不同.对于同一取代位置,甲基酚的ρ(BOD5)要大于氨基酚.空间参数是影响酚类化合物在模拟海水中耗氧特性的主要因素,化合物的亲脂性对ρ(BOD5)的影响也不容忽视,而电性效应对酚类化合物在模拟海水中ρ(BOD5)的影响表现得并不明显.      

波茨坦短芽孢杆菌降解间甲酚和苯酚的特性

研究了波茨坦短芽孢杆菌降解间甲酚的特性及双底物体系中苯酚和间甲酚的相互作用。结果表明,波茨坦短芽孢杆菌能在72 h内降解400 mg/L的间甲酚,但其降解间甲酚的能力低于苯酚,拟合的Haldane方程各动力学参数为:μ_(max)=0.226 h~(-1),K_s=18.19 mg/L,K_i=130.12 mg/L。在苯酚-间甲酚体系中,苯酚抑制间甲酚的降解,同样间甲酚也抑制苯酚的降解;但是低浓度苯酚能促进间甲酚的降解,苯酚浓度150~300 mg/L时,能促进200 mg/L间甲酚的降解,苯酚200 mg/L时,间甲酚降解速率最快;动力学参数表明间甲酚对苯酚降解的抑制要强于苯酚对间甲酚降解的抑制。酶活测定表明,苯酚和间甲酚降解都遵循邻位降解途径:生成(取代的)邻苯二酚,然后在邻苯二酚1,2-双加氧酶作用下邻位开环裂解。     

固定化Lysinibacilluscresolivorans的PVA-SA-PHB-AC复合载体制备及间甲酚的降解

针对生物降解过程容易受到外界不利环境影响及低浓度下动力学效率不高的问题,制备了具有吸附功能的微生物固定化载体并研究了对间甲酚的降解.在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)固定化载体中加入海藻酸钠(sodium alginate,SA)、聚羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrate,PHB)和粉末活性炭(activated carbon,AC),采用循环冷冻-解冻结合硼酸法制备了具吸附功能的PVA-SA-PHB-AC复合载体,并用其包埋固定化1株间甲酚优势降解菌Lysinibacillus cresolivorans,考察了载体微观结构、稳定性及扩散性对固定化微生物降解间甲酚的影响.结果表明,PVA-SA-PHB-AC载体比表面积和平均孔径分别为15.30m2.g-1和33.68 nm,对间甲酚的吸附容量和扩散系数分别为3.86 mg.g-1和5.62×10-8m2.min-1,可稳定使用60 d以上;固定化L.cresolivorans的间甲酚去除为吸附-降解的耦合,去除速率由载体传质速率与微生物降解速率共同决定,间甲酚浓度低于350 mg.L-1时,载体传质速率小于微生物降解速率,间甲酚去除速率由传质速率决定,浓度高于380 mg.L-1时相反;添加了吸附剂的载体扩散系数会减小,但能耐受更高的底物浓度,且在更宽的浓度范围可以实现高效的降解作用.间甲酚的降解规律及其差异性显示出经吸附功能改性的载体因传质作用的加强而实现反应动力学的提高,并且存在一个合理的浓度区间.     

零价铁降解4-氯硝基苯动力学研究

实验采用无氧条件下不同浓度零价铁降解硝基芳香烃代表物4-氯硝基苯,研究4-氯硝基苯的降解速率及各产物的反应速率.根据化学反应计量学,通过准一级动力学方程对实验结果进行拟合,得到生成各产物反应速率,并利用穆斯堡尔技术检测零价铁的产物.结果表明,4-氯硝基苯的还原转化速率与零价铁浓度有关,中间产物4-氯亚硝基苯和4-氯苯基羟胺的生成和转化速率可通过拟合各反应速率得到.当零价铁浓度为1.04 g.L-1时4-氯硝基苯反应速率最快,反应速率常数为0.189min-1.反应过程中生成的亚铁离子在反应初期吸附在零价铁表面,各物质的生成和还原速率取决于零价铁表面的活性位点和各物质与零价铁之间的质量传递.     

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。     

黄河水中细菌对18种酚的降解作用研究

为了掌握酚污染物在黄河水中的生物降解情况,采用苯酚为唯一碳源的液体培养基富集黄河水中的降酚微生物,并研究富集微生物对18种酚的降解作用.结果表明:黄河水中含有降解苯酚的微生物,该微生物属于细菌;降酚细菌对实验用的15种酚均有降解能力,其中对二元酚分解能力较强;但是,对4-氨基苯酚、2,4,6-三氯苯酚、五氯苯酚无分解能力;混合细菌的降酚能力可以代表黄河水体的降酚能力.     

壬基酚初级生物降解产物的辨认

为分析污水生物处理过程中壬基酚的去除机制,采用混合基质加标对照培养活性污泥、单一基质培养优势菌群2种生物降解实验,结合气相色谱-质谱谱图解析,从分子水平分析了壬基酚初级代谢产物和代谢途径.研究结果表明,活性污泥降解壬基酚的初级代谢产物主要为C4-C6烷基取代苯酚,烷基链的结构差异与其母体壬基的异构方式有关,烷基上的支链主要为甲基;优势降解菌群代谢壬基酚的初级产物除烷基苯酚外,还有苯乙酸等.污水生物处理过程中壬基酚可能的初级生物代谢途径是壬基上的长支链断裂为短的甲基链,生成一系列带有不同分支结构的短链烷基酚类代谢产物,进一步的代谢产物有苯乙酸.根据烷基酚类物质的内分泌干扰特性,短链烷基酚仍然具有雌激素活性,因此在壬基酚污染防治过程中应给与足够的重视.     

Enhanced anaerobic biodegradability of real coal gasification wastewater with methanol addition

Coal gasification effluent is a typical refractory industrial wastewater with a very poor anaerobic biodegradability due to its toxicity.Methanol was introduced to improve anaerobic biodegradability of real coal gasification wastewater,and the effect of methanol addition on the performance was investigated in a mesophilic upflow anaerobic sludge bed reactor with a hydraulic retention time of 24 hr.Experimental results indicated that anaerobic treatment of coal gasification wastewater was feasible with the addition of methanol.The corresponding maximum COD and phenol removal rates were 71% and 75%,respectively,with methanol concentration of 500 mg COD/L for a total organic loading rate of 3.5 kg COD/(m3 ·day) and a phenol loading rate of 0.6 kg/(m3 ·day).The phenol removal rate was not improved with a higher methanol concentration of 1000 mg COD/L.Substrate utilization rate (SUR) tests indicated that the SURs of phenol were 106,132,and 83 mg phenol/(g VSS·day) at methanol concentrations of 250,500,and 1000 mg COD/L,respectively,and only 45 mg phenol/(g VSS·day) in the control reactor.The presence of methanol could reduce the toxicity of coal gasification wastewater and increase the biodegradation of phenolic compounds.     

Mechanisms of granular activated carbon anaerobic fluidized-bed process for treating phenols wastewater

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＢｅｆｏｒｅｔｈｅ 1 980ｓｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｐｈｅｎｏｌｓｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｒｅｓｏｌｖｅｎｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ,ｐｈｙｓｉｃａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ,ｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄａｅｒｏｂｉｃｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓ.Ａｍｏｎｇｔｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｕｎｉｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌｕｄｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｍａｉｎｏｎｅ.Ａｆｔｅｒｔｈｅ 1 980ｓａｎａｅｒｏｂｉｃｂｉｏｌｏｇｉｃ…     

对苯二甲酸(TA)可生物降解性的研究

活性污泥经驯化,TA可被微生物降解,且具有较快的降解速度,当降解程度达90％时,平均降解速率为37.3mg COD/gMLSS·h,与进水COD浓度的关系符合Michaelis-Menten公式。在本实验条件下v_(max)为709.2mg COD/L·d,K_m为488.4mg COD/L。在活性污泥作用下,TA降解的中间产物被确定为间羟基苯甲酸和原儿茶酸。