β-Proteobacteria菌降解甲基叔丁基醚的条件及中间代谢产物研究

采用可利用甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE)为唯一碳源和能源生长的1株β-Proteobacteria菌进行MTBE在密闭系统中的降解试验,确定了该菌降解MTBE的最适条件为:培养液初始pH值7.2,初始细胞浓度10⁷cells/mL,初始MTBE浓度为25 mg/L.考察了密封培养系统内培养液溶解氧对降解效果的影响,结果表明,在培养系统密闭前充入氧气可提高菌体对MTBE的降解速率.以气相色谱-质谱联用法检测到MTBE降解主要中间代谢产物是叔丁基醇、异丙醇、丙酮.在选择离子扫描模式下定量分析,得到降解过程中主要中间代谢产物的浓度变化曲线,据此推断MTBE的降解途径属于“丙酮途径”.     

PM1 菌降解甲基叔丁基醚的代谢途径

采用Methylibium petroleiphilum PM1 降解甲基叔丁基醚(MTBE),检测了MTBE 代谢中间产物,并分析其代谢途径.结果表明,PM1 降解MTBE 的过程中伴有细胞的生长,但细胞得率较低.利用气相色谱-质谱联用仪和离子色谱检测到叔丁醇(TBA)、2-羟基异丁酸和甲酸等中间产物.PM1 能快速降解甲酸叔丁酯、TBA 和丙酮,异丙醇强烈抑制MTBE 的降解,推测异丙醇可能不是MTBE 的代谢中间产物.以乙醇为底物培养的细胞降解MTBE 需要经历一段延滞期,结合蛋白电泳实验,推测MTBE 降解酶可能为诱导酶.     

O3/H2O2法降解甲基叔丁基醚（MTBE）的试验研究

采用自制鼓泡反应器对臭氧/双氧水(O3/H2O2)降解水中甲基叔丁基醚(MTBE)进行了试验研究,考察了进气(含O3)流量、H2O2 投加量、MTBE初始浓度、pH、温度等因素对MTBE降解的影响.结果表明,在MTBE初始浓度为10 mg·L-1,气体流量为0.5 L·min-1,温度293K, pH=6.5, H2O2 添加量为2.4mg·L1 条件下,反应30 min后, MTBE去除率可达75.5%, COD去除率为68.0%.降解得到的中间产物主要有叔丁基甲酯(TBF)、叔丁醇(TBA)、乙酸甲酯(MA)和丙酮(AC)等,据此探讨了O3/H2O2氧化MTBE的可能反应机理和降解途径.     

多环芳烃蒽高效降解菌的筛选及其降解中间产物分析

采用选择性富集培养方法,从海洋沉积物中分离到能以高浓度蒽为唯一碳源且生长良好的优势菌,经形态学观察和生化检验初步鉴定此菌为黄杆菌属(Flavobacterium)。根据GC/MS方法测定了蒽的含量,经过5 d的优势菌培养对初始浓度为50 mg/L蒽的降解率可达77.6%。在萘、蒽和菲的混合物浓度分别为15 mg/L的情况下,该菌对菲的降解效率明显低于对蒽的降解效率,表现出对多环芳烃的酶降解具有很强的选择性。经对萃取中间代谢产物的质谱分析表明降解蒽的中间代谢产物主要有phthalic acid diisobutyl ester(邻苯二甲酸二异丁酯),9,10-anthracenedione(9,10-蒽醌)和dibutylphthalate(邻苯二甲酸二丁酯),说明它可能通过邻苯二甲酸途径来降解蒽。     

两株喹啉降解菌代谢途径的分析

从焦化废水处理系统中分离得到2 株以喹啉为唯一碳源和氮源生长代谢的降解菌,经形态、生理生化特征及16S rRNA 基因的序列分析初步鉴定为Pseudomonas sp.QG6 和Rhodococcus sp.QL2. 2 株菌对喹啉均表现出良好的降解性能,当喹啉初始浓度为150mg/L 时,均能在8h 内降解完全. QG6 对TOC 去除率高于QL2.采用HPLC 检测到2 株菌的中间产物不尽相同,所有被检出的中间产物均比喹啉极性强.GC/MS 鉴定结果显示,QG6 的中间产物有2-羟基喹啉、8-羟基香豆素和2,3-二羟基苯丙酸,QL2 的中间产物包括2-羟基喹啉、2,6-二羟基喹啉和8-羟基香豆素.探讨了降解喹啉的2 条不同代谢途径.     

芽孢杆菌K1降解亚硝酸盐的特性研究

研究了芽孢杆菌K1对NO2-N的降解作用.对影响降解的主要因素如NO2-N初始浓度、培养时间、接种量、装液量、静置与摇床培养等进行实验,结果表明:K1在NaNO2初始浓度为500 ㎎/L的营养肉汤培养48 h后,NO2-N盐降解率最高,达到了98.92%.随着培养时间的延长,NO2-N降解率升高,在K1菌生长对数期,NO2-N降解速度最快.24和48 h时,接种量为0.5%的NO2-N降解率低于接种量大于1%的降解率,说明了培养液初始菌量的大小对NO2-N的降解有影响.NO2-N降解率随着装液量的减少而降低.K1静置培养的菌量和NO2-N降解率都低于摇床培养的菌量和NO2-N降解率.     

生物膜电极法降解硝基苯的研究

文章研究了生物膜电极对硝基苯的降解。初始浓度43mg/L时,培养驯化后的生物膜电极对硝基苯的24h去除率可达94.52%。继续提高硝基苯初始浓度,实验得到的峰值降解能力为296mg/dm.2d。动力学特征分析表明,降解为底物抑制的生物催化。质谱检测了硝基苯降解中间产物,并推测其开环途径为还原过程,阴极还原性对开环历程起到关键性影响。     

O3/UV降解含氮杂环化合物喹啉

本研究采用O3/UV工艺降解喹啉溶液,系统地探讨了喹啉初始浓度、反应后置时间、初始p H、HCO-3浓度等因素对降解过程的影响.通过测定降解过程中的中间产物,分析了喹啉的降解机制及途径.结果表明随着喹啉初始浓度增加,反应表观速率常数和去除率都降低;p H(7~9)碱性条件时降解效果最好;HCO-3的存在明显降低了喹啉的去除率,加入100 mg·L-1HCO-3喹啉去除率降低了42.01%;反应后置时间对喹啉的去除率及矿化率基本没有影响.喹啉的降解中间产物主要为8-羟基喹啉、5-羟基喹啉、2(1H)-喹啉酮、2-吡啶甲醛等,喹啉在O3/UV体系中的降解途径主要由羟基自由基(·OH)、O3氧化剂发生的加成反应、取代反应、亲电反应等.     

蒽降解菌烟曲霉A10的分离及降解性能研究

从污染环境中筛选出1株蒽降解菌A10,经鉴定为烟曲霉（Aspergillus fumigatus）,其对蒽的降解率随时间的延长逐渐升高,在12～84 h,蒽降解率增长速率较快;此后降解率的增加趋于平缓,最终（168 h）能够达到83%左右.当无机盐培养液中蒽初始浓度为10 mg/L,A10投菌量为50 g/L（以湿重计）,菌龄为36 h时, 5 d内蒽降解率为79.37%.蒽浓度对菌发挥降解作用有较大影响,浓度为5 mg/L时,降解率最高,达92.17%.培养液初始pH为5.0～7.5时,降解率维持在60%左右;温度为30℃、氧气量为4.30 mg/L时蒽降解效果较好.一定量的营养盐的添加能在一定程度上促进蒽的降解.共代谢底物乳糖的添加,能使蒽的降解率提高37.15%.对蒽降解过程的初步研究表明,菌株A10对蒽的降解是一个胞外吸附/胞内降解的动态变化过程.红外光谱分析显示,在微生物作用下,蒽的结构发生改变,生成了含有1～2个苯环的芳香酸、芳香酮、芳香醛和饱和碳氢化合物等一系列降解产物.     

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.     

乙醇共代谢降解MTBE好氧颗粒化的实验研究

以絮状活性污泥为接种污泥,乙醇为共代谢基质,通过逐步缩短沉降时间、洗脱沉降性能较差的絮状污泥,在SBR中成功地培养出降解MTBE的好氧颗粒污泥。成熟的好氧颗粒污泥平均粒径为400.5μm,SVI 41.39mL/g,MLVSS 2896mg/L,颗粒表面分布有丰富的球菌、短杆菌及少量丝状菌。好氧污泥实现颗粒化后,反应器进水MTBE浓度为300mg/L时,其出水浓度可维持在10mg/L以下,去除效率高达90%以上(其中挥发部分约占15%)。好氧污泥颗粒化后MTBE的降解速率也明显增加,相比启动初期,一个运行周期内MTBE的降解速率可提高4倍。一个运行周期内pH值的明显降低也表明了好氧颗粒污泥对MTBE的降解。     

白腐菌对氯丹的降解性能及降解途径研究

 研究了2株多氯代二苯并二噁英高效降解白腐菌Phlebia lindtneri及Phlebia brevispora对氯丹的降解能力.在2个不同的液体培养体系中,2菌株对于高浓度(25μmol/L)的反式氯丹展现了较高的代谢能力,经6周培养后其降解率均达到50%以上.用GC/MS对其降解产物分析表明,氯丹的降解存在脱氢,脱氯化氢,羟基化以及氯原子的羟基置换4条不同的初始降解途径,除七氯,环氧七氯及氧化氯丹等常见初始代谢产物外,还发现3-羟基氯丹,氯代六氯醇,七氯二醇,羟基六氯,二羟基六氯等大量的羟基化代谢产物.尤其是P. lindtneri可以将曾被认为是终端代谢产物的氧化氯丹进行降解,并通过氯原子的羟基置换作用将其转化成羟基化代谢产物.     

偏肿拟栓菌共代谢降解芘条件的优化

为提高中国东北土著白腐真菌偏肿拟栓菌(Pseudotrametes gibbosa)对高分子量多环芳烃芘的共代谢降解效果,通过正交试验研究了共代谢基质、接种量、装液量及2,2￠-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)的最佳配比,同时采用浓度梯度法考察芘的初始浓度对偏肿拟栓菌共代谢降解芘的影响.结果表明,偏肿拟栓菌Pseudotrametes gibbosa共代谢降解芘的最佳培养基为:麸皮浓度为20g/L,接种量为3片直径为10mm的菌片,装液量为50mL,不加ABTS,在该培养条件下,酶活可达53.41U/mL,对芘的降解率达到88.8%.初始浓度小于10mg/L的芘对菌体产酶有一定的促进作用,大于10mg/L时抑制漆酶的分泌,同时菌体对初始浓度小于90mg/L芘的降解率在22.24%~93.54%之间.     

环境因素对甲基叔丁基醚生物降解的影响研究

采用β-Proteobacteria PM1完整细胞降解甲基叔丁基醚(MTBE),研究了金属离子、pH值、细胞浓度等因素对MTBE降解速率的影响.结果表明,K 和Ba2 对MTBE降解有明显的促进作用,较适宜的pH值为7.0;细胞在BaCl2溶液中基本上处于静息状态;细胞浓度越高,降解MTBE的速率就越快;降解过程需要有氧气参与;PM1完整细胞降解叔丁醇(TBA)的速率比降解MTBE更快,MTBE的存在对TBA的降解有抑制作用,但TBA的存在不影响MTBE的降解;静息细胞法降解MTBE的过程中没有检测到TBA等中间产物;PMI静息细胞降解MTBE的米氏常数Km为0.73mmol·L-1,最大反应速率Vmax为0.14mmol·L-1h-1.     

1株镰刀菌属KY123915的分离及其对17β-雌二醇的降解特性

以西安市某污水处理厂A~2/O工艺的好氧池活性污泥为雌二醇降解菌菌源,以MYE为筛选培养基,利用富集培养和平板划线分离法筛选出1株可以利用17β-雌二醇(E2)为唯一碳源和能源进行生长代谢的菌株Wu-SP1.该菌株经鉴定为镰刀菌属(Fusarium sp.),菌株的序列号为KY123915,该菌株降解E2的最适温度为30℃,最适pH值为6,在弱酸性范围内(pH4~6),菌株对E2呈现较好的降解活性.在最佳温度和pH条件下对浓度为2 mg·L~(-1)的雌二醇48 h降解率可达92.5%.对浓度为10、100、500 mg·L~(-1)雌二醇的降解过程符合一级动力学反应.利用紫外光谱法对代谢中间产物进行测定发现,与雌二醇单体相比,代谢产物的最大吸收峰强度减弱,并在230nm和350nm处出现了较大吸收峰.中间产物可能为雌酮(E1).     

固定化好氧菌和厌氧颗粒污泥在不同供氧条件下降解氯酚的研究

将厌氧颗粒污泥和4种氯酚的高效降解菌种固定化后,通过批处理实验较系统地研究了其在有限供氧、完全厌氧及好氧条件下在初始浓度为28和87μmol·L-1五氯苯酚(PCP)的降解过程.结果表明,完全厌氧过程尽管能有效降解低初始浓度PCP,但在高初始浓度下由于厌氧微生物本身缺乏吸收、同化其代谢产物单氯酚(MCP)和二氯酚(DCP)的能力,而导致了有毒代谢产物的积累,阻碍了其完全降解;在有限供氧条件下,通过厌氧颗粒中的厌氧菌群与好氧或兼性菌的协同作用,借助于好氧或兼性菌消除五氯苯酚厌氧过程中产生的抑制性的低氯酚等中间产物,从而使其较完全降解;与完全厌氧过程相比,混合固定化颗粒污泥在有限供氧系统具有较低的残留TOC值.厌氧好氧微生物菌群通过固定化在微环境中有效的结合在有限供氧条件下能完全彻底降解高氯代芳香化合物.     

喹啉降解菌Rhodococcus sp.QL2的分离鉴定及降解特性

从某焦化厂生物处理系统的活性污泥中驯化、分离出1株能以喹啉为唯一碳、氮、能源生长代谢的菌株QL2.经过对其形态特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为红球菌属(Rhodococcus sp.).研究表明,菌株QL2利用喹啉生长的适宜温度为35～42℃,培养基初始pH为8～9,摇床转速为150 r/min.外加氮源能促进菌株的生长,其中无机氮比有机氮、铵态氮比硝态氮更利于细菌的生长.在喹啉初始浓度为60～680 mg/L范围内菌株QL2降解喹啉符合零级动力学方程.喹啉初始浓度为150 mg/L时在8 h内完全降解,TOC去除率14 h内可达到70%.降解过程中产生有颜色的物质,且杂环上的氮原子以氨氮的形式被释放.通过HPLC及GC/MS分析出喹啉降解过程中的主要中间产物为2-羟基喹啉.该菌底物利用范围广,能降解苯酚、萘、吡啶等多种芳香族化合物.     

甲基叔丁基醚（MTBE）降解菌株的分离鉴定及降解动力学研究

从银杏根部土壤中分离驯化出1株能以MTBE为唯一碳源生长的菌株A1,经过16S rDNA序列分析后,初步鉴定该菌株为睾酮丛毛单胞菌（Comamonas testosterone）;进一步试验研究了微生物接种量、pH值、温度、MTBE初始浓度等环境因素对MTBE降解的影响.结果表明,菌A1降解MTBE的最佳条件为：pH值7.0,温度25℃,接种量2　mL（D₆₀₀=2.523 A）,初始MTBE浓度50 mg/L.在此降解条件下,7　d后MTBE去除率最高可达98.89%（与空白实验对比,MTBE挥发量占46.55%）.菌A1降解MTBE符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数rmax=0.872　d^－1,Km=7.832 mg·L^－１,Ks=130.75 mg·L^－１.     

菌株Sphingomonas sp. FL降解溴氨酸的特性研究

分离了1株澳氨酸降解菌.其可以溴氨酸为唯一碳源进行降解并使其脱色,通过16S rRNA基因序列比较和生理生化特性分析,将其归为鞘氨醇单胞菌属.溴氨酸降解和菌株生长的最适条件为:温度30℃,pH 7.0,摇床转速100 r/rain,(NH4)2SO4作为氮源,在此条件下,溴氨酸(100 mg/L)在14 h内的脱色率可达99%.低浓度NaCl(<2%)对脱色有促进作用,而高浓度NaCl(≥2%)对脱色产生抑制.以Haldane底物抑制模型表征溴氨酸初始浓度对脱色的影响.确定当初始浓度为1 393.5 mg/L时可取得最佳比降解速率1.4 h-1.菌株不能将溴氨酸完全矿化,至反应终点52.4%的有机碳得到去除.利用GC-MS和HPLC-MS分析代谢产物显示.溴氨酸降解的中间产物是邻苯二甲酸,终产物可能为2-氨基-3-羟基-5-溴苯磺酸或2-氨基-4-羟基-5-溴苯磺酸,邻苯二甲酸可经3,4-二羟基苯甲酸途径进一步降解而被菌体利用.     

喹啉降解菌Rhodococcus sp.QL2的分离鉴定及降解特性

从某焦化厂生物处理系统的活性污泥中驯化、分离出1株能以喹啉为唯一碳、氮、能源生长代谢的菌株QL2.经过对其形态特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为红球菌属 (Rhodococcus sp.).研究表明,菌株QL2利用喹啉生长的适宜温度为35～42℃,培养基初始pH为8～9,摇床转速为150　r/min.外加氮源能促进菌株的生长,其中无机氮比有机氮、铵态氮比硝态氮更利于细菌的生长.在喹啉初始浓度为60～680　mg/L范围内菌株QL2降解喹啉符合零级动力学方程.喹啉初始浓度为150　mg/L时在8　h内完全降解,TOC去除率14 h内可达到70%.降解过程中产生有颜色的物质,且杂环上的氮原子以氨氮的形式被释放.通过HPLC及GC/MS分析出喹啉降解过程中的主要中间产物为2-羟基喹啉.该菌底物利用范围广,能降解苯酚、萘、吡啶等多种芳香族化合物.