高效复合菌群JHD降解苯酚的特性及其动力学研究

为了获得能降解苯酚的高效微生物菌群,研究了不同条件(温度、pH、接种量、振荡速率及初始苯酚浓度等)对复合菌群JHD降酚性能的影响.结果表明,32℃、pH=7.0、接种量为10%和振荡速率为150 r·min-1,初始苯酚浓度为1000 mg·L-1时降解苯酚16 h,降酚率高达99.97%,残余苯酚浓度低于0.28 mg-L-1,远低于国家一级排放标准.采用Andrews方程对复合菌群JHD降解苯酚的过程进行拟合,其动力学参数为qmax=0.41 h-1,K=55.44 mg·L-1,Ki=970.06 mg·L-1,复合菌群JHD降解苯酚的最佳初始苯酚浓度为231.90 mg·L-1,实验数据与该动力学方程拟合较好.     

微生物-化学水解联合作用下烟嘧磺隆的降解

从被烟嘧磺隆污染的人工湿地土壤中分离出1株能够在葡萄糖存在下降解烟嘧磺隆的微生物,通过16S rDNA序列同源相似性分析,初步鉴定该微生物为Klebsiella sp..它能够以烟嘧磺隆为唯一氮源生长,其最适生长条件为:温度35℃,初始pH为中性偏酸.水解试验表明,烟嘧磺隆在中性和碱性条件下比较稳定,在酸性条件下水解较快.生物降解试验发现,当培养液中葡萄糖浓度为5 g.L-1时,在温度35℃、初始pH为7的条件下培养10 d后烟嘧磺隆有99.4%得到降解,同时溶液的pH从7.0降低至4.0;而降低葡萄糖浓度分别为500 mg.L-1和100 mg.L-1时,培养10 d后烟嘧磺隆的降解率仅为11.7%和6.6%,溶液的pH始终在7左右.进一步研究表明烟嘧磺隆的降解是由于微生物代谢葡萄糖产生了酸性环境,pH降低引起了烟嘧磺隆水解,菌种对烟嘧磺隆降解的实质是微生物-化学水解联合作用.     

酿酒酵母对Ag^＋的吸附特性研究

为了深入探讨酿酒酵母吸附贵金属离子Ag+的特性,研究了吸附时间、离子浓度、初始pH值、温度对废弃酿酒酵母吸附Ag+的影响,并分析了动力学、热力学以及等温吸附特性.结果表明,酵母吸附Ag+的过程进行得很快,当Ag+初始浓度为1mmol·L-1、细胞浓度2 g·L-1条件下,反应10 min,Ag+可以达到平衡吸附量的86%以上.随后在24 h内吸附量缓慢增加,去除率基本维持在51%～55%左右.酵母吸附Ag+的过程可以用准一级和准二级动力学方程描述,后者模拟效果更好.酵母吸附Ag+的等温吸附过程可以用Langmuir方程描述,但Freundlich方程拟合效果较差.当Ag+初始浓度为0～8 mtool·L-1、酵母浓度2·L-1条件下,酵母吸附Ag+的Langmuir理论饱和生物吸附容量为0.385 mmol·g～.在pH 2.0-7.2范围内,吸附量随着溶液初始pH值升高而升高.10～40℃范围内,温度对酵母吸附Ag+的影响不如pH值的影响显著,特别是在低离子浓度下尤其如此.酵母吸附Ag+的较适宜温度为20～30℃.热力学分析表明,酵母吸附Ag+具有自发性、熵增特征.     

生物表面活性剂产生菌犁头霉菌(Absidia orchidis)的筛选及发酵条件优化

采用植物油为唯一碳源,设计选择培养基,从饭店下水道污泥中筛选出生物表面活性剂产生菌.结果分离到12株菌,其中一株能使发酵液的表面张力值从68 mN·m-1降低到34.5 mN·m-1,具有开发潜力,被选出作进一步的研究.该菌株经鉴定为犁头霉菌(Absidia orchidis).通过正交试验对犁头霉菌的培养条件进行优化,其优化培养条件为:植物油3.6 g·L-1,KH2PO412.1 g·L-1,Na2HPO45 g·L-1,(NH4)2SO4 1 g·L-1,NaNO32 g·L-1,酵母浸膏0.1 g·L-1,MgSO4·7H2O 0.15 g·L-1,NaCl 5 g·L-1,CaCl2 0.1 g·L-1,EDTA 1 g·L-1,KI 0.83μg·L-1,H3PO4 0.01μg·L-1,CoCl2·6H2O 0.048μg·L-1,MnSO4·H2O 0.312μg·L-1,Na2 MoO4·2H2O 0.048μg·L-1,ZnCl2 0.287μg·L-1,CuSO4·5H2O 0.125μg·L-1,初始pH值8,接种量6%.发酵70h时可获得生物表面活性剂的最大收获量,此时发酵液中生物表面活性剂的相对浓度达402倍.     

菌株Pseudomonas sp.JF122降解苯酚同时还原Cr(Ⅵ)的条件优化及生长特性研究

采用富集培养法,从钢铁厂附近河流污泥中分离筛选到1株能同时降解苯酚与还原Cr(Ⅵ)的菌株JF122.在600 mg.L-1苯酚与1.2mg·L-1 Cr(Ⅵ)的条件下,采用单因素实验考察了温度、初始pH、该菌接种量等因素对其同时降解苯酚与还原Cr(Ⅵ)的影响,并通过正交试验L9(33)获得适宜的苯酚降解与Cr(Ⅵ)还原条件.结果表明,菌株JF122降解苯酚与还原Cr(Ⅵ)的适宜条件为:30℃、初始pH=6和接种量1％,此条件下,菌株JF122在56 h内能够降解600 mg·L-1苯酚同时还原1.2 mg·L-1 Cr(Ⅵ).应用响应曲面法建立了菌株JF122的生长与温度、初始pH、接种量等因素间关系的数学模型,并对其生长条件进行了优化.结果表明,菌株JF122最优生长条件与其降解苯酚并同时还原Cr(Ⅵ)的最优条件具有一致性.     

超声波/铁-炭微电解协同降解苯酚

采用超声波/铁-炭微电解联用体系,以苯酚为目标污染物,考察了苯酚溶液初始pH值、初始浓度、铁屑与活性炭投加量等因素对联用体系降解苯酚效果的影响.结果表明:考察范围内,苯酚降解率随其初始浓度和溶液初始pH值的增加而降低,随铁屑与活性炭投加量的增加而升高.当苯酚初始浓度由50mg·L-1增至270mg·L-1,溶液初始pH值由3.0增至9.0时,降解率分别由91.3%和78.4%降至34.7%和50.7%;铁屑投加量为每L苯酚溶液中40g、160g和320g,铁屑与活性炭体积比均为1:1时,降解率依次为31.8%、51.9%和72.8%.对比实验及动力学分析表明:联用体系中超声波(US)和铁-炭微电解对苯酚降解具有明显的协同作用,协同因子E=5.12,且降解过程符合假一级动力学规律,并根据降解速率常数随各影响因素的变化关系确定了宏观动力学模型.     

高效降酚菌株Ochrobactrum sp. CH10生长动力学和苯酚降解特性的研究

菌株Ochrobactrum sp. CH10是从北京元大都城垣遗址处的人工湿地筛选到的高效苯酚降解菌.以苯酚为唯一碳源和能源对其进行了生长和苯酚降解特性的研究.该菌生长和降解苯酚的适宜条件为30℃、初始pH 7.0、接种量为5%.在该条件下,初始苯酚浓度为400 mg·L-1,24 h时苯酚完全被降解;初始苯酚浓度为900 mg·L-1时,44 h的降解率为92.3%;初始苯酚浓度为1 000 mg·L-1,48 h时的降解率为82.2%.对该菌株苯酚降解动力学过程进行模拟,符合基质抑制型的Haldane模型,各参数分别为:υmax(最大比降解速率)0.126 h-1,KS(半饱和常数)23.53 mg·L-1,KI(抑制常数)806.1 mg·L-1.该菌在苯酚中的生长动力学符合Andrews模型,表现出与苯酚降解相似的趋势.该菌为目前所发现的Ochrobactrum菌属中苯酚降解能力最强的菌株.该菌株在高效处理含酚废水方面具有广阔的应用前景.     

不同pH条件下三氯乙烯及其脱氯产物对苯或甲苯厌氧生物降解的影响

将零价铁渗透反应格栅和生物降解格栅联用,先利用氯代烃易还原脱氯的性质通过零价铁渗透反应格栅去除氯代烃,后利用BTEX易生物降解的性质通过生物降解格栅去除BTEX,可以有效去除地下水中由氯代烃和BTEX这两种性质迥异的污染物形成的混合污染羽.但在联合格栅技术中,零价铁渗透反应格栅后的强碱性环境(pH9)、氯代烃脱氯还原中间产物(cis-1,2-DCE)的积累和可能出现的TCE穿透均可对生物降解格栅中BTEX的生物降解产生影响.针对上述问题,本文研究了不同pH条件下TCE和cis-1,2-DCE对苯或甲苯厌氧生物降解的影响.结果发现,碱性pH条件有利于苯或甲苯的生物降解,但不同pH条件下TCE或cis-1,2-DCE的加入对苯或甲苯的生物降解均产生抑制(除pH=7.9,cis-1,2-DCE=100μg·L-1时的甲苯),且TCE对苯和甲苯生物降解的抑制要明显强于cis-1,2-DCE;不同pH条件下,TCE 100和500μg·L-1对苯生物降解的抑制作用没有明显差异,但对甲苯生物降解的抑制却随着TCE浓度的增加而增加;pH=7.9时,cis-1,2-DCE的加入有利于甲苯的生物降解,之后随着pH的增加又转变为抑制.另外,在苯或甲苯厌氧生物降解过程中,可能存在cis-1,2-DCE与苯或甲苯的共代谢生物降解,且甲苯更有利于cis-1,2-DCE的共代谢降解.     

两株毒死蜱降解细菌的分离鉴定及其降解特性

采用富集培养的方法,从农药生产企业的废水处理系统中分离驯化出两株能够降解毒死蜱的菌株HY-2与HY-4,在形态特征和生理生化分析的基础上,又对其16S rDNA序列进行了分析,并研究了其对毒死蜱和其它有机磷农药的降解特性.结果表明,2个菌株均属蜡状芽孢杆菌(Bacillus cerens),HY-4对毒死蜱的降解能力大于HY-2.2个菌株降解毒死蜱的适宜条件为:外加葡萄糖浓度3g·L-1,培养温度35℃,初始pH值8.0,毒死蜱初始浓度80mg·L-1,接种量20%(体积比,菌体密度:稀释到所配菌悬母液(OD600=2)的0.5倍).酵母膏含量对降解的影响表明,当添加3g·L-1的葡萄糖时,最适的酵母膏含量为1g·L-1,而不添加葡萄糖时,最适的酵母膏含量为5g·L-1.2个菌株对甲基对硫磷的降解研究发现,HY-2和HY-4对初始浓度为100mg·L-1的甲基对硫磷60h的降解率分别达64.7%和88.7%;然而,2个菌株对初始浓度为100mg·L-1的三唑磷60h的降解率仅为13.3%-14.2%,降解率较低.     

萃取膜生物反应器处理苯酚废水的试验研究

从经过驯化的活性污泥中筛选出苯酚降解菌.制备成菌悬液,对比活性污泥体系和菌悬液体系的萃取膜生物反应器(EMB)对苯酚废水的处理效果,考察了料液苯酚浓度、反应器温度等因素对膜萃取速率及生物降解效果的影响.结果表明,通过以苯酚为唯一碳源,逐渐提高苯酚浓度的方法对活性污泥进行驯化.当进水苯酚浓度为700 mg·L-1时,苯酚去除率达99%以上;适当提高反应器温度和料液初始浓度有利于提高膜萃取速率;当初始料液苯酚浓度为2000 mg·L-1时,膜萃取速率高于生物降解速率,生物相中产生苯酚积累;菌悬液体系EMB的生物膜厚度明显小于活性污泥体系,且水力反冲洗可有效控制生物膜厚度.对苯酚生物降解产物的GC-MS分析结果表明,苯酚的生物降解较彻底,基本无苯酚中间产物的残留.     

某污水处理厂倒置A2/O工艺中制药类污染物的去除规律分析

针对西安市某污水处理厂的倒置A2/O工艺,通过对主要构筑物的布点检测,分析了污水中4种制药类污染物非那西汀、咖啡因、吉非罗齐和胆固醇的浓度变化及其去除规律.结果表明,污水厂进水中非那西汀、咖啡因、吉非罗齐和胆固醇的浓度分别为8.22、127.31、12.93和5.61μg·L-1,整个污水处理工艺中,非那西汀、吉非罗齐和胆固醇主要是被格栅、曝气沉砂池和初沉池去除,咖啡因则以生物降解为主.A2/O生物反应池中,吉非罗齐和胆固醇以厌氧生物降解为主,非那西汀和咖啡因则以好氧生物降解为主.脱水污泥中非那西汀、咖啡因、吉非罗齐和胆固醇的含量分别为0.09、2.62、12.24和0.91μg·g-1,污泥对吉非罗齐的吸附效果最为显著.污水厂出水中制药类污染物的浓度为0.17～1.98μg·L-1,出水中咖啡因的浓度偏高因而需要做进一步的三级处理.     

典型有机污染物影响下海水二氧化碳体系变化的室内模拟研究

通过室内模拟实验,研究了典型有机污染物［乙醇、丙酮、尿素(ON)和多灭磷(OP)］对海水pH和二氧化碳体系的影响.结果表明,t=7　d时,低浓度的醇和酮（<0.5 mmol·L^-1）促进生物固碳体系生长,相应水体中的pH值升高,而DIC、HCO^-₃和p(CO²)与对照组相比都明显下降（p<0.01）;引起DIC、HCO^-₃及p(CO²)下降幅度最大的醇和酮浓度分别为0.25 mmol·L^-1和0.1 mmol·L^-1. 当醇、酮达到一定浓度后,藻类固碳能力开始下降,甚至分解并转化为无机碳,从而引起DIC、HCO^-₃和p(CO²)含量的升高及pH值的下降.实验设计范围内的ON和OP添加组中,上述二氧化碳体系各组分含量与其初始值相比,均呈现负变化,即对应水体中DIC、HCO^-₃和p(CO²)均在降低.t=7　d时, 4种典型有机污染物影响下的DIC变化幅度(ΔDIC)与相应水体中孔石莼干重变化量(Δm)呈现显著负相关（p<0.01或p<0.05）,相关系数分别为：-0.902、 -0.945、 -0.898和-0.918.造成以上差异的原因与生物固碳体系在不同种类不同浓度有机污染作用下对海水二氧化碳利用性不同有关.     

Study of 4-t-octylphenol degradation and microbial community in granular sludge

In this study, the authors have investigated the effects of various factors on both aerobic and anaerobic degradation of 4-t-octylphenol （4-t-OP） in granular sludge. In comparison, the aerobic degradation rate was much higher than that of anaerobic degradation. The optimal pH values for 4-t-OP degradation in granular sludge were 9 and 7 under aerobic and anaerobic conditions, respectively. And the degradation rate decreased with an increase in the initial 4-t-OP concentration. Addition of yeast extract or homologous compounds such as phenol also enhanced the 4-t-OP degradation, especially under the aerobic condition. To investigate the bacterial community in this study, the denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE） method was applied, based on the primers, for the 16S rDNA V3 region of bacteria, γ-proteobacteria and bacillus were identified as the major species of sludge.     

焦化废水中苯酚降解菌筛选及其降解性能

焦化废水中苯酚类及其衍生物的降解率高低是焦化废水COD是否达标排放的关键.采用不同培养基和菌种驯化方法,从焦化废水厂活性污泥中分离筛选获得4株苯酚降解菌,经生理生化和16S rDNA分子鉴定,A1为球杆菌属Sphaerobacter,C1为鲍曼不动杆菌Acinetobacter baumannii;D2为睾丸酮丛毛单胞菌Comamonas testosterone;D3为Novosphingobiumnaphthalenivorans.4株降酚菌均具有较高的苯酚耐受力和降解效率,是生物法处理酚类污染废水优质的种质资源.菌株D2不仅对苯酚具较高耐受力达到2 000 mg.L-1、且在48 h内可将初始浓度为1 000 mg.L-1的苯酚完全降解.环境因子考察研究表明,pH为7.5～8.5,温度为30～40℃范围内,转速为150 r.min-1,是菌株D2的最优降解条件,本研究结果为构建高效处理焦化废水基因工程菌提供了微生物基础.     

1株壬基酚降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

从给水处理系统长期运行的颗粒活性炭上分离到1株可以以壬基酚(NP)为唯一碳源生长的好氧细菌F-10,利用Sherlock微生物鉴定系统(MIS)分析,初步鉴定为红球菌属中的红串红球菌.通过摇瓶实验考察了温度、pH、NP初始浓度、细菌投量、金属离子等因素对F-10降解NP性能的影响,得出最佳降解条件是温度30℃,pH值6.0,在该条件下,2%菌投量对1 mg/L NP去除率达到了62%,且降解过程满足一级动力学模型,速率常数(k)为0.086 5 d-1,半衰期(t1/2)为8.0 d;此外,菌的降解速率与NP的初始浓度关系不大,而与菌量呈正相关;增加溶液中NH4、Mn2 、Mg2 、NaCl浓度或加入葡萄糖、醋酸钠和酵母膏等底物对菌降解NP均有促进作用;而Ca2 、Cu2 、Fe2 和磷酸盐的作用则相反;同时混合菌体系的降解性能要优于纯菌.     

超声波/铁-炭微电解协同降解苯酚

采用超声波/铁-炭微电解联用体系,以苯酚为目标污染物,考察了苯酚溶液初始pH值、初始浓度、铁屑与活性炭投加量等因素对联用体系降解苯酚效果的影响.结果表明:考察范围内,苯酚降解率随其初始浓度和溶液初始pH值的增加而降低,随铁屑与活性炭投加量的增加而升高.当苯酚初始浓度由50mg·L-1增至270mg·L-1,溶液初始pH值由3.0增至9.0时,降解率分别由91.3%和78.4%降至34.7%和50.7%;铁屑投加量为每L苯酚溶液中40g、160g和320g,铁屑与活性炭体积比均为1∶1时,降解率依次为31.8%、51.9%和72.8%.对比实验及动力学分析表明:联用体系中超声波(US)和铁-炭微电解对苯酚降解具有明显的协同作用,协同因子Ｅ＝5.12,且降解过程符合假一级动力学规律,并根据降解速率常数随各影响因素的变化关系确定了宏观动力学模型.     

黄河上游沉积物中磷含量分布及其环境意义

本文采用欧洲标准测试委员会框架下发展的磷含量测定法（简称SMT法）和H2SO4-HClO4消化法对黄河上游段青海玛多、甘肃西固、宁夏中卫等六处的黄河表层沉积物中无机磷（IP）、有机磷（OP）及总磷（TP）含量进行了分析。实验结果表明：IP含量范围为288.66-742.27μg.g^-1,OP含量范围为17.53-83.18μg.g^-1TP含量范围是350.52-781.44μg.g^-1;无机磷含量变化规律并不明显,有机磷的含量从青海玛多至石嘴山大致呈现降低趋势,总磷中无机磷的含量占80%以上,因此总磷的变化趋势与无机磷的相似;从TP的测定结果可知H2SO4-HClO4消化法比STM法的测定值略大些,总磷提取的较为完全,但SMT法也可用于测黄河沉积物样的的分析,结果具有一定的可靠性。     

三苯基锡吸附降解菌的分离及特性研究

通过菌种筛选和吸附降解特性实验,分离三苯基锡(TPhT)的吸附降解菌,研究TPhT的微生物吸附降解性能和机制.结果表明,肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)对TPhT具有良好的吸附降解效果.0.3~3.0 g.L-1菌体在2.0 h内对3 mg.L-1TPhT的吸附率均超过70%,最高达97.9%;5 d内对TPhT的降解率为26.4%~54.6%;其离体胞内酶2.0 h内对TPhT的降解率也高达28.1%~77.8%.K.pneumoniae对TPhT的降解发生在细胞内,降解速率的增长趋势随时间的延长而变缓,胞内酶在细胞体外对TPhT的降解在2.0 h时达最大值,完整细胞在第1 d对TPhT的降解速率最快,而第2~5 d的变化趋势较平稳.菌体对TPhT的吸附降解过程包括了TPhT的细胞表面吸附、体内外双向运输和体内降解过程.其中,表面吸附的TPhT含量随时间的增长呈现线性增加的趋势;细胞内部的TPhT含量在前3 d快速下降,从55.9%降至17.0%,之后则趋于稳定;上清液中的TPhT含量变化趋势则与细胞内部的相反.     

北京及周边城市一元脂肪酸大气颗粒物干沉降通量及来源分析研究

城市大气颗粒物中有机质浓度不断攀升,其中有机酸为重要成分之一.通过PUF膜收集大气颗粒物干沉降,采取溶剂提取、衍生化和GC-MS分析,对2007年12月～2008年11月间,北京及其周边城市天津、唐山、保定的大气颗粒物干沉降中一元脂肪酸含量进行了观测研究.结果表明,干沉降中可检出所有C10～C24的烷酸,以及油酸、亚油酸和桐油酸3种烯酸.干沉降量最大的是正十六烷酸,其次为正十八烷酸,油酸、亚油酸的含量也相对较高.年均干沉降量最大的城市为北京,其次是保定、唐山、天津,沉降量分别为0.32、0.25、0.16和0.12 kg.(hm2.a)-1.北京一元脂肪酸的平均日沉降量最大值出现在8～9月,达262.43μg.(m2.d)-1;4～5月次高,为130.98μg.(m2.d)-1;天津市最高值出现在4～5月,为66.04μg.(m2.d)-1;唐山出现在2～3月,为73.62μg.(m2.d)-1;保定出现在4～5月,为173.28μg.(m2.d)-1.源解析显示,京津冀四城市的一元脂肪酸的年度干沉降以机动车排放源最为重要,其次为微生物源和餐饮源,秋季北京大气餐饮源排放脂肪酸量很高.     

鼠李糖脂对底泥中17α-炔雌醇生物降解性的作用

采用HPLC-ESI-MS分析了铜绿假单胞杆菌诱变株MIG-N146的发酵液粗提物,发现其中含有15种鼠李糖脂同系物,临界胶束浓度(CMC)为0.125mmol.L-1,最小平均表面张力为29.2mN.m-1,表面活性良好.同时,通过摇瓶实验,考察了不同浓度鼠李糖脂(RL)对底泥中17α-炔雌醇(EE2)生物降解性的影响.结果表明,随着鼠李糖脂浓度的增加,EE2的生物降解速率常数k值逐渐增大,可生物降解性增强.在浓度低于2.0mmol.L-1的鼠李糖脂作用下,EE2的生物降解效率仅稍有提高;而浓度高于6.0mmol.L-1后,水/底泥混合体系中EE2的生物降解速率提高至1.346d-1以上,是无鼠李糖脂时的2.9倍以上.当鼠李糖脂浓度达到10.0mmol.L-1时,2d内混合体系中EE2的降解率可达到90%.HPLC-PDA检测显示,鼠李糖脂易被微生物降解,不会在环境中长期残留;EE2降解过程中检测出2种中间产物,鼠李糖脂会影响EE2代谢中间产物的相对含量,但不会改变EE2的代谢途径.