黄孢原毛平革菌反复脱色模拟染料废水的试验研究

研究了白腐真菌黄孢原毛平革菌在35℃、150r／min条件下培养3d后，培养基类型、染料浓度以及反复脱色次数对其脱色的影响。玉米芯浸出液是首选的可替代营养源的物质，培养3d的黄孢原毛平革菌6h脱色率即达92％。黄孢原毛平革菌能够在短时间(6h)基本脱色较高浓度(40mg／L，60mg／L)的活性艳红K-2BP模拟染料废水，对于低浓度(10mg／L，20mg／L)脱色作用则比较缓慢，浓度超过150mg／L即显示出对菌的毒性作用。玉米芯浸出液培养3d的菌可以重复脱色模拟废水6次以上，每批脱色率均在82％以上，但菌球的沉降性能变差。     

黄孢原毛平革菌对6种染料的脱色降解

在黄孢原毛平革菌与6种染料的液体静培养体系中,不同浓度的染料均发生脱色降解。共培育30 d时,刚果红、直接冻黄G和活性翠蓝KN－G达到92%～99％的脱色率。10,50,100 mg/L活性翠蓝KN－G,50,100 mg/L金莲橙O与天青蓝A,100 mg/L活性艳蓝KN－R的降解率达70%以上;18个样品中60%的降解率超过50%。生物吸附和生物降解是2个重要过程。研究表明,黄孢原毛平革菌对各种染料类群具有广谱有效的脱色降解能力。      

微量元素对黄孢原毛平革菌降解苯酚的影响

研究了氮源,铁、铜、锰等金属元素以及Tween 80等有机添加剂对黄孢原毛平革菌降解苯酚的影响。结果表明,氮源是黄孢原毛平革菌生长的必需元素,铜元素和锰元素对苯酚降解具有明显的促进作用,而铁元素的促进作用并不显著。各种微量元素的最佳浓度分别为:氮0.1 g/L、铁0.5 mmol/L、锰1.0 mmol/L、铜0.3 mmol/L、Tween 80 0.01 mmol/L。     

聚丙烯酰胺生物降解研究

研究了黄孢原毛平革菌对聚丙烯酰胺(PAM)的生物降解,从葡萄糖的加入量、pH、N浓度、Mn²⁺浓度和降解时间5个方面考察了对PAM降解的影响.结果表明,黄孢原毛平革菌对聚丙烯酰胺具有特殊的酶催化降解的能力,降解率可达50%,限氮条件(NH₄⁺=0.2g/L)和Mn2+浓度(Mn²⁺=0.017 5g/L)是菌株产聚丙烯酰胺降解酶的最佳条件.     

AFLP法分析染料对黄孢原毛平革菌的损伤效应

利用AFLP对DNA碱基序列分辨率高的特性,研究纯培养条件下染料对黄孢原毛平革菌(P. chrysosporium)菌株DNA的损伤效应.在对黄孢原毛平革菌(P. chrysosporium)AFLP最佳引物筛选的基础上,通过分析最佳引物扩增结果中DNA相似性、染料浓度与DNA相似性关系以及构建UPGMA相似性树状图,评价染料对P. chrysosporium DNA损伤效应.结果表明, AFLP法可较好反映染料对DNA损伤效应,在优选的3种引物组合中, E-AAC/M-CAA引物组合AFLP扩增效果最好,共获得35条DNA扩增条带,其中有12条具有特异性,多态性比率34.3%;在进行DNA相似性分析和UPGMA法聚类分析后发现, AFLP技术较好地表达了DNA相似性与染料浓度的正相关关系,并且显示P. chrysosporium对染料损伤效应敏感,染料浓度不宜高于50mg/L,当染料浓度达到300mg/L即可对P. chrysosporium产生较大损伤作用,使之基本丧失原有的处理功能.     

黄孢原毛平革菌用于煤炭脱硫的特性

研究了表面活性剂Tween80、碳源浓度、初始pH值、孢子浓度和煤浆浓度对黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)煤炭脱硫的影响.结果表明,黄孢原毛平革菌具有较强的脱除煤炭中硫的能力.该菌株的最佳脱硫条件为0.5%Tween80,20g/L葡萄糖,10%煤浆,孢子浓度1×10⁵个/mL,pH4.5.在此最佳条件下,第3d的菌丝球生长均匀,生物量最大,第6d的煤样脱硫率达到78.11%.     

黄孢原毛平革菌过氧化物酶及其对污染物的降解

黄孢原毛平革菌由于其所产胞外过氧化物酶系(主要由木素过氧化物酶和锰过氧化物酶组成)的独特酶降解机理,能降解多种有机污染物,在环境工程中有着巨大的应用前景。通过产酶研究,极大地提高了过氧化物酶活力,并应用于工业化生产。     

与黄孢原毛平革菌协同降解稻草的混合菌筛选

在纤维素筛选培养基中加入黄孢原毛平革菌稻草固态发酵的浸提液,用这种培养基从自然环境中筛选出与黄孢原毛平革菌相容的菌株,在PDA和MEA平板上进行相容性测试,选择出生长稳定,可以与黄孢原毛平革菌较好共存的6株真菌.考察了6株真菌分别与黄孢原毛平革菌混合培养降解稻草时的酶活和对木质纤维素类组分的降解,筛选出3组更优的组合,其混合培养时,对于纤维素酶能产生较好的协同效果,纤维素降解效果较好.对于木质素降解效率的显著提高,可能是由于发酵体系内的胞外酶和一些活性因子的作用.     

铜绿假单胞菌对白腐菌产木质纤维素降解酶的影响

采用固态发酵的方法,考察了两株不同型号的铜绿假单胞菌（AB93066和ATCC9027）对白腐菌（黄孢原毛平革菌）产木质纤维素降解酶（木素过氧化物酶LiP、锰过氧化物酶MnP和羧甲基纤维素酶CMCase）的影响,并对酶提取液的pH值、表面张力及稻草降解残渣中挥发性有机质含量的变化进行了分析.结果表明,添加5.72%的A...     

真菌对磺胺二甲氧嘧啶降解过程的转录组分析及差异表达基因的功能分析

采用黄孢原毛平革菌降解磺胺二甲氧嘧啶（SDM）,4 d后SDM的去除率达74%,降解速率达3.24 mg·L^-1·d^-1.采用Illumina高通量测序平台对降解SDM后的菌株与对照组菌株进行测序,通过GO和KEGG富集分析,得到的差异表达基因能显著富集到与降解相关的“氧化还原酶活性”途径,及与应激反应有关的“ABC转运体”路径.通过对高表达高上调的差异表达基因的筛选与分析,得到了耐受和降解SDM的功能基因.水通道蛋白、ABC转运蛋白及甲基转运酶基因等在黄孢原毛平革菌对环境的耐受中起到重要的作用.乙醇氧化酶、细胞色素P450和糖苷水解酶等在黄孢原毛平革菌对SDM的降解中起着关键的作用.本文从转录组水平分析了SDM的降解机制,为黄孢原毛平革菌在环境修复中的应用提供一定的参考.     

土壤脲酶和脱氢酶对活性X-3B红污染暴露的耐受性及机理研究

采用微宇宙实验方法,研究了棕壤、褐土、红壤等3种我国典型土壤中脲酶和脱氢酶对染料活性X-3B红污染的耐受性及其机理.实验结果表明,3种土壤中的脲酶和脱氢酶活性在试验较低浓度的活性X-3B红污染的环境中均被促进,但被促进的程度有所差异,具体表现为棕壤脲酶活性被促进的效果最为明显,其次红壤,褐土最弱;较低浓度的活性X-3B红污染对褐土脱氢酶活性的促进作用最强,其次红壤,棕壤最弱.3种土壤的脲酶和脱氢酶活性被促进的效果随着时间的推移逐渐减弱.3种土壤的脲酶和脱氢酶活性对高浓度的活性X-3B红污染并没有显示受抑制的趋势.相反,二者基本维持在未受染料活性X-3B红污染的对照土壤的活性水平.因此可以初步认为,土壤脲酶和脱氢酶对染料活性X-3B红的污染暴露毒性有耐受作用.基于实验结果,还就2种酶对活性X-3B红污染暴露的耐受机理进行了分析与探讨.     

FeS对CW-MFC系统降解活性艳红X-3B效果及过程的影响

在自行构建的人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)系统中,以砾石填料为对照,研究了FeS对活性艳红X-3B脱色效果及降解过程的影响.结果表明,加在底层区域的FeS能够显著提高CW-MFC对活性艳红X-3B的脱色效果和系统产电性能.FeS的投加使得系统脱色率在进水活性艳红X-3B浓度200mg/L、葡萄糖浓度100mg/L条件下达到99.83%.在进水活性艳红X-3B浓度100mg/L、葡萄糖浓度200mg/L条件下,FeS组最大功率密度达到0.849W/m³.活性艳红X-3B在系统中的脱色主要发生在底层和阳极区域,由紫外-可见全波长扫描图谱和GC-MS扫描图谱可知FeS在该区域促进了偶氮双键的断裂,并有利于脱色产物苯胺、三嗪结构、萘环结构的进一步降解.     

蒽醌-2-磺酸盐强化电辅助微生物体系对偶氮染料的脱色效果

为了提高微生物对偶氮染料的降解效率,将电辅助引入微生物还原降解过程,对比研究了EAMS（电辅助微生物体系）、ECS（电化学体系）和MS（微生物体系）对偶氮染料活性艳红X-3B的降解效果,并考察了不同摩尔浓度的AQS（蒽醌-2-磺酸盐）对电微生物体系降解染料的强化作用.结果表明:反应24 h时,EAMS对活性艳红X-3B的去除率达到99.8%,比MS（去除率为61.9%）和ECS（去除率为27.1%）二者之和还要大10.8%;EAMS对活性艳红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征.当c（AQS）为0.050 mmol/L时,降解最快,一级动力学常数为1.962 h-1,是未添加AQS（0.2644 h-1）的7.42倍.加入AQS后,体系中电流升高,说明AQS加快了降解过程中电子传递速率.研究显示,AQS的加入实现了电极-远离电极的微生物-染料之间多相反应界面远程电子传递过程,使整个体系的微生物都可以快速发挥作用,达到强化降解偶氮染料.      

pH值对白腐真菌液体培养基抑制杂菌效果的影响研究

应用摇瓶试验研究了不同初始pH值对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium液体培养基在非灭菌环境抑制杂菌效果的影响.结果表明,当采用Phanerochaete chrysosporium孢子作为种子在非灭菌环境进行培养时,初始pH值为3.6和4.4的液体培养基在培养第1d仅感染酵母菌,而初始pH值为5.6的液体培养基不仅感染了酵母菌而且还感染了细菌;正是由于非灭菌环境培养体系感染杂菌,使得后续Phanerochaete chrysosporium对活性艳红K-2BP的脱色能力大大降低甚至丧失;而采用灭菌环境培养Phanerochaete chrysosporium,非灭菌环境脱色活性艳红K-2BP的方法却获得了较好的脱色效果,3种初始pH值的氮限制液体培养基培养出的Phanerochaete chrysosporium对活性艳红K-2BP 45h的脱色率均在70%以上,接近或超过灭菌环境的结果,其中初始pH值为4.4的液体培养基培养的Phanerochaete chrysosporium在非灭菌环境对活性艳红K-2BP的脱色效果最好,其24h的脱色率达到80%以上.尽管3种pH液体培养基在脱色过程中也同样感染了杂菌,但与非灭菌环境培养体系相比含量很少,没有影响脱色效果.因此,可以得出低pH值(pH=3.6,pH=4.4)氮限制培养基虽然在一定程度上可以抑制细菌,但是却不能抑制酵母菌;当在非灭菌环境使用Phanerochaete chrysosporium脱色活性染料时,Phanerochaete chrysosporium只有在灭菌环境培养至菌丝体形成并在整个系统占优势,才能获得较高的脱色效果.     

波长254 nm和365 nm紫外辐照下活性艳红X-3B的光催化降解动力学研究

以活性艳红X-3B为对象,研究其在不同波段紫外光照射条件下的光催化降解动力学.结果表明,在长波紫外条件下,活性艳红X-3B的降解动力学符合表观一级动力学方程,其反应表观速率常数与光强之间呈对数关系;在短波紫外条件下,活性艳红X-3B的降解动力学可以用二级动力学方程拟合,速率常数与光强之间成正比.通过对比X-3B在2种光源下的降解半衰期发现,在同比条件下,365 nm光源对活性艳红X-3B的降解半衰期为37.263 min,而254 nm光源则下降为0.855 min.短波紫外比长波紫外具有更高的光量子效率,其对X-3B的降解效率也更高.     

羧甲基壳聚糖对三种染料废水脱色效果研究

为了探究羧甲基壳聚糖(CMC)对活性艳红X-3B、直接湖蓝5B、酸性橙Ⅱ三种常用染料废水的脱色效果,重点研究了pH值、CMC投加浓度、温度、搅拌时间以及沉降时间对单一染料废水处理效果的影响,分析了脱色效果的影响因素并优化了脱色工艺参数.结果表明,CMC对三种染料废水的脱色效果显著,最佳脱色条件为:pH 2~4,投加量150~250 mg/L,温度25℃,搅拌时间30 min,沉降时间60~90 min.最佳脱色条件下三种染料废水脱色率分别为86%、98%、80%.     

Bi2WO6可见光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备Bi2WO6催化剂,并通过XRD,UV-vis DRS等手段对其进行表征;以活性艳红X-3B为目标污染物,研究催化剂量、X-3B初始浓度、反应溶液pH值以及H2O2等因素在可见光辐射下对其光催化降解效果的影响.结果表明,所制备的Bi2WO6催化剂结晶度好,具有较强的可见光吸收能力;最佳催化反应条件为: X-3B初始浓度20mg/L,Bi2WO6用量2g/L, pH5.18(原始pH值).在此条件下,光照60min,对X-3B的去除率可达到86%;加入2mL/L 30%的H2O2,光照30min,降解率可达到96%以上,降解反应符合一级反应动力学.光催化反应可以有效地破坏X-3B的发色基团偶氮结构使其脱色,但在所设定的反应时间(80 min)内X-3B不能被完全矿化,反应过程中有中间产物生成.     

湿地基质及阴极面积对人工湿地型微生物燃料电池去除偶氮染料同步产电的影响

本研究采用人工湿地型微生物燃料电池处理偶氮染料X-3B,实现降解偶氮染料同步产电的效果.为了构建性能最优的人工湿地型微生物燃料电池(CW-MFC)系统,本研究主要从湿地基质和阴极面积两个方面研究系统构型对去除X-3B同步产电的影响,提高系统性能.研究表明以粒径10 mm、孔隙率30%的小石子作为湿地基质构造的CW-MFC系统微生物生物量最大,去除X-3B效果最好,脱色率高达92.70%,但其产电性能最差.较小的粒径和孔隙率使底层微生物生物量增加,促进X-3B的去除,但随着湿地基质粒径和孔隙率的减小,导致阴阳极营养物质不足,系统传质阻力增加,抑制了系统产电性能.X-3B的去除效果随着阴极面积的增加而提高直到阴极面积为594 cm~2时取得最大脱色率99.41%.当阴极面积继续增加时,CW-MFC系统产电性能上升趋势趋于平缓,X-3B去除效果呈现下降趋势,这是因为阴极反应过快导致更多的阳极电子输送到阴极用于产生电流,与X-3B发生反应的电子减少,阳极成为提高CW-MFC系统性能的限制因素.     

染料活性艳红X-3B的微生物脱色研究

实验研究了以葡萄糖为外加碳源、由酵母膏提供氮源时不同的影响条件下紫色非硫光合细菌的混合菌种对染料活性艳红X-3B的脱色效果。结果表明,随着葡萄糖浓度的增大,脱色率反而下降;酵母膏的浓度对脱色效果影响很大,它在脱色过程中起到氮平衡的作用;当葡萄糖和酵母膏的浓度分别为0.125%和0.3%时,X-3B的脱色效果最佳。所选实验条件下,染料浓度在500mg/L以下X-3B脱色效果很好,对菌种没有明显的抑制作用;染料浓度在500～1000mg/L之间变化时,虽然对菌种有抑制作用,染料最终仍能完全脱色。温度在30℃时,pH在3～10范围内染料均有较好的脱色效果。     

Variation of peroxidase isoenzyme and biofilm of Phanerochaete chrysosporium in continuous membrane bioreactor for Reactive Brilliant Red X3-B treatment

The influence of a Reactive Brilliant Red X-3B (RBR X-3B) dye on the peroxidase isoenzyme of Phanerochaete chrysosporium was determined, and the biofilm structure in a white rot fungal continuous membrane bioreactor (MBR) was also investigated by scanning electron microscope (SEM). The variation of peroxidase isoenzyme and the decolorization rate in the continuous MBR were evaluated. The results showed that the 100 mg/L RBR X-3B could stimulate the production of the peroxidase isoenzyme in the shaking-flask culture. In addition, two new peroxidase isoenzyme bands with relative mobility (Rf) value of 0.27 and 0.28 appeared, but the activity was lower than the blank control of 11 d. In the continuous MBR, the system worked stably during the first 60 d, the main peroxidase isoenzyme bands existed and three new bands with Rf value of 0.10, 0.27, and 0.28 appeared. Meanwhile, the biofilm grew well and the average decolorization rate could reach 90.6%. But the bands of peroxidase isoenzyme decreased rapidly at day 65, only two bands with Rf value 0.24 and 0.26 existed, and the decolorization rate decreased to 78.3%. Therefore, 5 bottles of P. chrysosporium mycelial pellet were added into the MBR, and then the activity of the peroxidase isoenzyme and the decolorization rate had a slight recovery. Finally, the decolorization rate finally decreased to 75.2%. These results contribute to a comprehensive understanding of the variation of peroxidase isoenzyme and biofilm in continuous MBR by white rot fungi.