Comamonas sp. IDO2合成靛蓝的特性研究

利用吲哚降解菌丛毛单胞菌(Comamonas)IDO2转化吲哚合成靛蓝,优化靛蓝合成条件,并对合成产物进行分析.结果表明,菌株IDO2能够在苯酚、萘、苯和菲的诱导下转化吲哚合成靛蓝,在苯酚诱导时靛蓝的产量最高.采用表面响应法优化菌株合成靛蓝的条件:吲哚197.76mg·L~(-1),苯酚203.39 mg·L~(-1),酵母浸粉0.18%,在此条件下靛蓝的合成量为9.0 mg·L~(-1),与初始条件下的产量相比提高了104%.此外,考察了不同金属离子对菌株IDO2合成靛蓝的影响,结果表明Ba~(2+)和Ca~(2+)对靛蓝的合成具有促进作用.采用液相色谱/飞行时间/质谱联用对菌株IDO2转化吲哚的产物进行定量和定性分析,发现合成产物主要为靛蓝和靛红,并依此提出了可能的反应途径.     

一株新颖的Providencia sp.菌降解吲哚及合成靛蓝的特性研究

吲哚是一种典型的氮杂环芳烃污染物,在焦化废水和畜牧废水中大量存在.本研究从近海泥沙中分离纯化得到一株高效吲哚降解菌DCX,经16S rRNA基因序列比对分析,鉴定其为普罗维登斯菌属(Providencia sp.).该菌株能够以吲哚为唯一碳源,在28 h内将100 mg·L~(-1)吲哚完全降解.液相色谱/飞行时间-质谱联用(LC/TOF-MS)的结果表明,靛蓝、靛红、靛红酸及邻氨基苯甲酸是菌株DCX降解吲哚过程中的中间产物.此外,本研究中发现,外加营养物质可以促进菌株DCX降解吲哚,特别是加入酵母浸粉后,反应体系中会产生大量靛蓝.利用表面响应法确定菌株DCX转化吲哚合成靛蓝的最优条件为:吲哚207.49 mg·L~(-1),酵母浸粉2.9 g·L-1,接菌量4.23%(V/V),并且在最优条件下,靛蓝产率达到最高(9.90%),比初始条件提高了4.38倍.     

萘降解菌MQ合成靛蓝的研究

利用萘降解菌(丛毛单胞菌)MQ完整细胞对吲哚进行转化合成靛蓝,结果表明菌株MQ具有较好的靛蓝合成能力,靛蓝产量在4h左右即达到稳定.薄层色谱和高效液相色谱分析结果表明,合成的蓝色产物为靛蓝.考察了反应温度及摇床转速对靛蓝合成的影响,结果表明最适温度和转速分别为25℃和150r·min-1.随后,采用表面响应法确定了菌株MQ合成靛蓝的最优条件:菌株接种量OD6602.16,吲哚浓度200.55mg·L-1,pH=6.91.在最优条件下,菌株MQ合成靛蓝的产量为53.05mg·L-1,比初始条件下的产量提高了179%.     

链霉菌(Streptomyces sp.)对吲哚废水的降解特性

链霉菌(Streptomycessp.)HJ02能以吲哚为唯一碳源生长,考察了初始吲哚质量浓度、外加碳源、温度、pH等对其降解效果的影响,探讨了该菌降解吲哚的动力学与机理.结果表明,链霉菌对吲哚有很强的耐受力,在pH=7、温度为30℃的条件下培养6d,初始浓度为300mg·L-1吲哚的降解率达到97.4%.菌株对吲哚的降解过程动力学符合Andrews方程.外加葡萄糖会抑制链霉菌降解吲哚的速率,葡萄糖与吲哚之间存在底物竞争抑制.紫外光谱与GC分析表明,吲哚的特征杂环被链霉菌破坏.     

空气中吲哚和3-甲基吲哚的气相色谱法测定

空气中吲哚和3-甲基吲哚的气样经过Tenax-GC采样管吸附,加热解吸XE-60/Chromosorb WAW-DMCS色谱柱分离和氢焰检测器检测,可得到良好的分离效果,在本实验条件下,吲哚和3-甲基吲哚最小检出量(采样36L)分别可达0.00097μg/L和0.00035μg/L,变异系数分别为9.6％和10.2％。结果表明本方法可用于对空气中吲哚和3-甲基吲哚的定量分析。     

以吲哚为燃料的微生物燃料电池降解和产电特性

以铁氰化钾为电子受体,在两极阴阳室内使用碳毛刷纤维为电极材料构建了循环式微生物燃料电池(MFC),研究了以吲哚为单一燃料和吲哚+葡萄糖为混合燃料条件下MFC的产电特性以及对吲哚和COD的去除效果.结果表明,以1000mg/L葡萄糖+250mg/L吲哚为混合燃料时,MFC的最高电压和最大功率密度分别为660mV和51.2W/m3(阳极),MFC运行10h对吲哚和COD的去除率分别为100%和89.5%;分别以250,500mg/L吲哚为单一燃料时,MFC的平均最高电压分别为115,118mV,最大功率密度分别为2.1,2.3W/m3(阳极).在MFC中,250,500mg/L吲哚被完全降解的时间分别为6,30h.MFC能够利用吲哚为燃料,在实现高效降解吲哚的同时对外产生电能,可用于处理含有毒且难降解有机物的焦化工业废水.     

缺氧条件下含氮杂环化合物吲哚和吡啶的共代谢研究

以含氮杂环化合物吲哚和吡啶为研究对象,在传统的缺氧反硝化机理研究基础上,通过向配制废水中加入硝酸盐氮,研究吡啶和吲哚在缺氧条件下的共代谢作用.结果表明,吡啶和吲哚缺氧共代谢的最佳碳氮比为8.4～8.9之间.硝酸还原酶适宜作用的环境条件为:温度28℃,pH值7.0～7.5.吡啶的加入有利于硝酸还原酶活性的提高,吡啶对吲哚的缺氧降解有协同作用.在最佳碳氮比条件下,当吲哚起始浓度为150mg/L,吲哚和吡啶的浓度比例为1～10之间时,吲哚的降解符合零级动力学规律,反应过程中亚硝酸盐氮基本没有积累.当吡啶和吲哚的浓度比小于0.25时,随着吡啶浓度比例的提高,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长较快;当吡啶和吲哚的浓度比大于0.25时,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长变得比较缓慢.     

厌氧反硝化产甲烷体系中喹啉与吲哚共基质的降解特性

研究了厌氧反硝化产甲烷体系中,典型含氮杂环化合物喹啉、吲哚作为共基质碳源,厌氧生物对二者的降解特性,及群落分析.结果表明：在共基质条件下,喹啉的存在对吲哚的生物降解有抑制作用,且抑制随喹啉浓度的升高而升高;吲哚的存在对喹啉的生物降解有促进作用,但吲哚浓度过高（150mg/L）抑制了喹啉的降解;喹啉、吲哚共基质时,二者的降解都遵循零级反应动力学;通过GC-MS分析,喹啉的主要中间代谢产物分别为2（1H）喹诺酮与8-羟基-2（1H）喹诺酮;吲哚的主要代谢产物为2-吲哚酮与靛红;通过高通量测序对共基质体系的微生物群落进行分析,发现厌氧功能菌群得到富集,细菌菌门以变形菌门Proteobacteria为主,菌纲以Gammaproteobacteria和Betaproteobacteria为主,菌属以Acinetobacter,Candidimonas,Azospira,和Desulfomicrobium为主.     

共基质下白腐菌降解含氮杂环类物质的研究

选用不同的营养基质（秸秆、土豆、合成）,通过液体发酵确定白腐菌对典型含氮类杂环化合物喹啉,吲哚分别进行降解。结果表明：秸秆滤液培养基中,喹啉15d内能被降解88．79％,吲哚在6d内降解率能达到99％。采用此培养基,进一步研究喹啉、吲哚及其它物质共基质条件下,白腐菌对喹啉和吲哚的降解性能,发现在共基质条件下喹啉的降解被抑制,而吲哚则能在共基质条件下3d被完全降解,说明共基质促进了白腐菌对吲哚的降解。     

好氧微生物降解吲哚的影响因素研究

在好氧条件下,以吲哚作为唯一碳源和能源,从处理焦化废水的活性污泥中分离得到一株细菌,编号CX-YD-XH.研究了该菌在好氧条件下对吲哚的降解性能及环境因素对吲哚降解影响.结果表明,菌种CX-YD-XH对吲哚具有较高的降解性能,去除效率可达85％.弱碱条件有利于吲哚的降解;20～35℃范围内均可有效降解吲哚,但温度为35℃时降解较快;振荡速度对最终去除效率没有明显影响,但适当振荡速度(60 r/min)可有效提高降解速率;在适当的菌种浓度和底物浓度水平上,吲哚具有较高的降解效率.     

漆酶/ABTS介体系统对吲哚的降解研究

采用纯漆酶与介体2,2-连氮-双-(3-乙基苯并噻吡咯啉-6-磺酸)(简称ABTS)组成的漆酶/ABTS介体系统对低浓度吲哚进行降解实验。综合考虑,选取降解条件为pH 3、ABTS 0.5 mmol/L,漆酶添加量1 U/mL时,对低浓度吲哚溶液的降解效果最佳,降解率达到80%以上。介体ABTS的加入对降解率的提高发挥了重要作用。体系中决定吲哚降解率高低的重要因素为pH和介体浓度,漆酶添加量影响较小。在HPLC谱图2.4 min和2.7 min出现的新物质可能是氧化吲哚和靛红。     

吲哚好氧降解污泥的强化培养特性与降解效能研究

为强化处理制药废水中吲哚类难降解有机污染物,采用人工驯化高效好氧活性污泥方式对制药废水进行深度处理。以特征污染物吲哚为碳源,在葡萄糖共基质存在的情况下,采用梯度增加吲哚浓度的方式驯化好氧活性污泥,研究培养过程中活性污泥对吲哚降解特性和微生物特性。实验结果表明:吲哚对活性污泥中微生物生长有抑制作用,但经过2个月强化培养,活性污泥可适应以吲哚为唯一碳源的环境,污泥中细菌种类主要为Comamonas(34.18%)和Acinetobacter(15.45%),可处理的吲哚浓度达200 mg/L,降解效率从80%升提高到98.6%以上,SOUR值稳定在7.61 mg/(g·h)以上,具备了在含吲哚制药废水深度处理工程中应用的条件。     

皮氏罗尔斯通氏菌DX-T3-01苯酚降解特性及动力学

筛选自德兴铜矿对重金属Cd2+有较强抗性的皮氏罗尔斯通菌DX-T3-01菌株,经驯化发现其对苯酚也有较强的降解能力。通过正交实验确定了该菌株苯酚降解最佳条件为:30℃、pH 7.0、转速150 r/min、接种量1%(V/V),并探讨了外加碳源和重金属对苯酚降解的影响。在最佳苯酚降解条件下,初始苯酚浓度为500 mg/L的苯酚经56 h后可降解至检测限,最高可降解苯酚浓度为800 mg/L。当初始苯酚浓度300～600 mg/L时,菌株降解苯酚的动力学过程符合Monod零级反应模型。     

6种含氮杂环化合物对发光细菌的毒性研究

研究了吲哚，吡啶，喹啉，异喹啉、2-甲基喹啉和8-羟基喹啉6种含氮杂环化合物对发光细菌的急性毒性作用及上述物质两两混合对发光细菌的联合毒性作用。结果表明，上述物质对发光细菌的EC50分别为11．75、591．50、24．30、8．24、52．26和0．88mg／L，毒性由强至弱依次为8-羟基喹啉、异喹啉、吲哚、喹啉、2-甲基喹、吡啶。所有物质两两混合的联合毒性作用均表现为相加作用。     

好氧MBBR处理含吲哚废水的工艺优化试验研究

为了处理制药企业废水中吲哚类有机污染物,采用好氧MBBR(移动床生物膜反应器)工艺对含吲哚废水进行了试验研究,通过考察HRT、曝气量、吲哚冲击负荷等工艺条件对吲哚、COD和NH_4~+-N等去除效果的影响,确定了好氧MBBR反应器的最佳工艺条件。实验结果表明,在HRT在6~18 h变化时,MBBR工艺对吲哚去除率在8 h以上时达到100%,COD去除率在8 h达到89.65%,而NH_4~+-N去除率在12 h达到最高。在曝气量为0.1~0.12 m L/min时,MBBR工艺对COD和NH_4~+-N去除率分别为88.88%~92.95%和65%~66.83%。进水吲哚浓度25~65 mg/L变化时,好氧MBBR对吲哚去除率保持在100%,而对COD和NH_4~+-N去除率也保持在80%和40%以上,表明好氧MBBR工艺在处理难降解有机污染物方面具有显著优势。     

一株DDT降解菌的筛选及其降解特性

以DDT为目标污染物,通过筛选获得了一株效果稳定的DDT降解菌,并对其进行形态学观察,生理生化特性及16S rRNA测序鉴定.经鉴定,该菌株属于甲基菌属（Methylovorus）,命名为Methylovorus sp. XLL03.菌株在pH值为7,温度30℃,外加碳源浓度0.5%,初始DDT浓度20mg/L时生长量最大.在pH值为6,温度30℃下,外加碳源（葡萄糖）浓度0.1%,初始DDT浓度20mg/L时对DDT的降解率最大.在优化条件下,4d后菌株XLL03对DDT最高降解率可达50.4%.利用GC-MS对DDT的降解中间产物进行定性分析,初步推断在菌株XLL03中,DDT最初分别通过脱氯和脱氯化氢生成DDD和DDE,随后DDD和DDE进一步脱氯得到DDMU,最终DDMU开环后又经过一系列反应被彻底矿化.在DDT的代谢过程中,未发现代谢中间产物的积累,表明菌株XLL03在修复受DDT污染的水或土壤中具有一定的应用前景.     

红霉素降解菌的筛分及其降解特性的研究

抗生素药物在不同环境介质中被频繁检出,其迁移分布特征和污染危害影响已引起相关研究人员的广泛关注。该研究从活性污泥中筛分出一株能够有效降解红霉素的菌株Ery-E,并对其降解特性和影响因素进行了分析讨论。根据菌株的菌落形态结构、生理生化特性,及其16S rDNA基因序列对比分析鉴定,菌株Ery-E属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。该菌株能够以红霉素作为唯一碳源生存,最佳反应条件为:温度30℃、pH 7.0⁷.5、初始红霉素投加浓度30 mg/L。在此条件下,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达76.6%。研究发现,红霉素的生物降解属于共代谢机制,外加碳源能够提高菌株Ery-E对红霉素的降解效果,当加入10 mg/L酵母粉时,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达83.9%。     

新型二噁烷降解菌D21的分离及降解途径研究

该研究从污水环境中筛选获得1株以二噁烷(二氧六烷或1,4-二氧六烷)为唯一碳源生长的菌株D21,结合生理生化与16S rDNA鉴定分析,鉴定该菌株为申氏杆菌(Shinella sp.)。在pH 7.0、30℃的条件下,35 h的时间内,该菌株可将500 mg/L二噁烷完全降解。通过GC-MS研究D21代谢二噁烷的中间产物主要为1,4-二氧六环-2-酮和甲基乙基酮。     

新型无极准分子光源深度处理水相中含N-杂环化合物

采用微波激发Kr/I2混合气体产生的206 nm准分子紫外光降解水相含N-杂环化合物,考察了206 nm准分子光直接光解模拟喹啉和吲哚废水的效果.结果表明,初始浓度为20 mg.L-1的吲哚溶液,光照80 min时去除率达62.0%,150 min时TOC去除达50.7%.光照时间、初始浓度和溶液的pH值对喹啉的降解有一定的影响.相同条件下,喹啉的去除率和TOC损失率都明显低于吲哚.光解后的溶液经旋转蒸发提取,顶空注射进入气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)定性分析,结果表明,光照下喹啉发生开环降解,生成了甲苯、二甲苯、酸、醛和酯类化合物,而吲哚降解过程中发生了聚合反应.最后,根据中间产物,推断了206 nm准分子光源光解喹啉和吲哚的机制.     

焦化废水中几种含氮杂环有机物在A1-A2-O系统中的降解特性研究

在对焦化废水中有机物在A1－A2－O生物膜系统中降解转化规律进行分析的基础上，选取焦化废水中6种主要的含氮杂环化合物，吡啶，吲哚，喹啉，异喹啉，8－羟基喹啉，与苯酚共同配制成溶液，在A1－A2－O生物膜系统中运行，结果表明上述几种含氮杂环有机物在A1－A2－O 都可得到较完全的去除，它们在厌氧段的降解速率从大到小依次为，吲哚＞2－甲基喹啉＞8－羟基喹啉＞异喹啉＞喹啉＞吡啶。在厌氧条件下，吲哚和喹啉存在拮抗作用，而吡啶对喹啉有协同作用，啉啶的加入有利于改善由喹啉和吲哚之间产生的拮抗作用。