植物间作系统在多环芳烃污染农田修复中的应用

采取野外田间原位修复方式,研究经济作物和修复植物单作和问作模式修复多环芳烃污染农田土壤的效果.结果显示,在各试验处理中.玉米/苜蓿间作及玉米/黑麦草间作修复效果均略低于苜蓿单作和黑麦草单作的,但是,从农业生产经济效益角度来看,玉米/苜蓿间作及玉米/黑麦草间作具有较大的农业经济效益.玉米/苜蓿间作及玉米/黑麦草间作处理对上壤PAHs总量的降解率分别达到了25%～30%,其中高环PAHs的降解率分别达到了26%～35%.这两个处理土壤微生物数量较多,其中细菌、真菌和放线菌的数量分别为9 ×106～12×106 CFU·g-1、7×104～9×104CFU·g-1和4×105～14×105CFU·g-1,同时,PAHs降解荫数量均高于其他试验处理,达到0.3×105～0.8×105MPN·g-1,占细菌总数的6%～8%,是其他处理的2～3倍.修复植物苜蓿或黑麦草和经济作物玉米间作模式在不影响农业生产的前提下,显著提高了土壤PAHs的降解率,在污染农田土壤修复过程中有着广阔的应用前景.     

热带地区石油污染土壤中降解菌的筛选

通过对海南省儋州地区6个采集点的石油污染土壤样品的富集、分离、筛选,得到7株以石油烃为唯一生长碳源的细菌菌株.对其石油降解能力进行研究,结果表明,所有菌株均具有一定的石油降解能力.其中,s1、s4、s5、s6和s7菌株在筛选培养基中的石油降解率分别达到21.7%、93.0%、21.5%、25.0%和41.8%; 在土壤中的石油降解率分别为26.3%、39.1%、25.3%、31.4%和36.7%.对菌株形态和生理生化特性进行初步鉴定,s1菌株为柄杆菌属(Caulobacter); s4、s7菌株为假单胞菌属(Pseudomonas); s5、s6菌株为微球菌属(Micrococcus spp.).     

β-环糊精强化微生物修复石油烃污染土壤的试验研究

石油烃污染物的生物可利用性是土壤微生物修复的限制因素,为了提高污染物的生物可利用性和降解效率,引入环境友好的β-环糊精作为污染物增溶剂,并与表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)作对比。结果表明,当β-环糊精的投加浓度为其在水中饱和溶解度的90%、SDS的投加浓度为其临界胶束浓度时,β-环糊精和SDS对土壤中石油烃污染物的增溶效果达到最大,分别为84.42%和89.63%。虽然两者都具有相近的增溶效果,但SDS具有一定的生物毒性,抑制了微生物的生长及其对石油烃污染物的降解,而β-环糊精可以促进微生物生长并有效提高微生物对污染物的去除效率。投加β-环糊精的微生物修复组在15 d内的降解率达到19.5%,比单独微生物修复组的降解率提高了70%以上。     

溴氰菊酯降解菌的筛选及其降解特性研究

以过期变质的溴氰菊酯农药为供试材料,采用细菌培养基初筛后,依据气相色谱法测定溴氰菊酯选择性培养基中溴氰菊酯降解率的复筛结果,筛选出2株(X_(09)、X_(20))溴氰菊酯降解菌.结果表明,过期变质的农药同样是筛选农药降解菌的重要资源;筛选出的2株溴氰菊酯降解菌X_(09)、X_(20)分别隶属于肠杆菌属(Enterobacter sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.).其降解温度为20～35℃,降解pH值为6～10.2株降解菌在培养温度为30℃条件下,溴氰菊酯降解率分别为65.6%和48.4%;在pit值为7.0条件下,溴溴氰菊酯的降解率分别为68.1%和49.5%;加大接种量(20%-25%)可以提高X_(09)的溴氰菊酯降解率(69.1%),添加1%的牛肉膏、葡萄糖、蔗糖可显著提高X_(20)溴氰菊酯降解率(69.3%).     

生活污水絮凝微生物筛选及其培养条件的优化

为获得絮凝微生物和提高其絮凝效率并降低生产成本,以江苏碧程环保工程有限公司生活污水旁50 cm内10 cm深处土壤为絮凝微生物的菌源,采用选择培养基和平板划线方法分离纯化出31株菌株,分离纯化的31株菌株经30℃、160 r/min振荡培养72 h后,用发酵液处理质量分数为0.4％的高岭土悬浊液前后的OD550值的变化来表征絮凝率的大小.筛选出4株具有较高絮凝活性的菌株(T1、T2、T3、T4),将这4株具有较高絮凝活性的菌株自由组合、随机复配,筛选出絮凝率最大的复合菌群为T1+ T2+ T4.以T1+ T2+ T4为研究对象,研究其培养条件(温度、接种量、培养时间、pH值等)对絮凝效果的影响,并通过单因素和正交试验,以絮凝率为指标,确定复合微生物絮凝菌群的最佳培养条件.结果表明,培养条件的改变可以影响复合微生物絮凝菌群的絮凝效果,各培养条件对复合微生物絮凝菌群絮凝率的影响程度不同.复合絮凝菌群T1 +T2+ T4絮凝率最高的培养条件为培养温度30℃、pH=7,培养时间60 h;T1、T2、T4的种子液体积比为0.6:0.9∶0.3,装液量为90 mL/250 mL,接种量为4.5 mL/90 mL.研究表明,在最优条件下复合微生物絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝效率高达81.01％,可以克服单一菌种絮凝效率不稳定的缺点.     

还原菌Staphylococcus sp.修复六价铬污染土壤的中试研究

为探索微生物修复的工程化应用前景,开展六价铬污染土壤的微生物还原修复中试研究。通过采集废弃电镀厂场地污染土壤,筛选出1株具有六价铬还原作用的功能菌Staphylococcus sp.。Staphylococcus sp.对六价铬的耐受质量浓度高于200 mg/L,最适pH值为7,适宜温度为25～35℃。研究发现,当土壤六价铬初始质量比为98.00 mg/kg、水土比(mL∶g)为2∶1、添加肉膏蛋白胨(Luria-Bertani, LB)培养基的条件下,Staphylococcus sp.能在21 d内将六价铬全部还原。在污染土壤的微生物治理中试研究中,污染土壤的用量为200 kg,水土比(mL∶g)为2∶1,且周期性地添加LB培养基。土壤中六价铬初始质量比为65.42 mg/kg,Staphylococcus sp.在6 d内对六价铬的还原率达到92.59%,后续24 d土壤中六价铬质量比在2.97～10.85 mg/kg呈现波动状态。结果表明,污染场地筛选出的土著功能菌Staphylococcus sp.具有潜在的工程应用价值。中试研究确定的相关参数能为后期工程化应用提供技术支撑。     

粪源金霉素暴露对土壤微生物毒性效应的田间试验研究

通过田间小区试验,研究了含金霉素残留的鸡粪施用于农田对农田土壤中微生物的毒性效应.选取蔬菜试验田,划分4个2m×2m试验小区,除对照组(不施用任何肥料)外,其他3块分别施用不含金霉素的鸡粪和含46.4 mg/kg、97.6 mg/kg金霉素的鸡粪.在试验期内,分别在不同时间采集土壤样品,测定土壤中微生物数量(细菌、真菌和放线菌)、土壤的呼吸强度、土壤中金霉素抗性细菌数量及土壤中微生物多样性变化等指标.结果表明,两个质量比的粪源金霉素(46.4 mg/kg和97.6 mg/kg)暴露分别降低了土壤中细菌数量24.1％和27.2％,降低了放线菌12.1％和22.9％,减少了真菌数量1.92％和2.52％,并且影响了土壤微生物多样性,同时增加了土壤中金霉素抗性细菌数量及其比率.同时发现,粪源金霉素的暴露随时间延长对土壤微生物的毒性影响有减缓趋势.这可能与随时间延长金霉素被降解或土壤微生物对金霉素产生了适应有关.     

一株低温高效植物油降解菌的驯化筛选及固定化研究

为了解决因低温而导致的废水中油脂难以处理的问题,从冬季重庆大学餐厅排污管道的底泥中分离出1株可低温降解植物油的菌株DJ-1。将此菌株多次驯化培养后,在5℃条件下利用其对含20g/L菜籽油复筛培养基的模拟含油废水进行处理。经过3 d处理,可去除废水中70.63%的植物油。经16S rDNA测序分析,该菌株为假单胞菌的一个未定种属(相似度为99%)。使用泥炭和木屑作为固定化载体,按照m(泥炭)∶m(木屑)∶m(菌液)=1∶4∶20的比例将扩培后的DJ-1菌剂制作成细菌固定化菌粉。在5℃条件下利用菌粉对含20 g/L菜籽油复筛培养基的模拟含油废水进行处理,菌粉投加量为0.15 g/L。经过3 d处理,废水中植物油的降解率达到77.34%,5 d后达到85.22%。     

耐盐微生物的培养与高含盐废水处理的研究

活性污泥在好氧系统中,经过2个月的驯化,形成了以耐盐细菌为优势菌种的微生物群体.结果表明,驯化活性污泥可以有效地降解高含盐有机废水,当盐的质量浓度在8 g/L范围内时,处理实际含盐废水COD去除率达到70%以上,通过驯化可以大大增强微生物耐盐的能力.     

石油降解菌的筛选、降解特性及其与基因的相关性研究

以Bush-hass培养基为筛选培养基,从3种不同来源的石油污染土壤中富集、分离、筛选获得16株可以以石油烃为唯一碳源的菌株。对菌株的生理生化性质、石油烃降解效果、菌株种属和菌株所含石油烃降解基因进行了检测。结果表明,筛选出的16株菌分属于铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)和不能确定种名的假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、黄杆菌属(Flavobacteriaceae)、埃希氏菌属(Escherichia)和无色杆菌属(Achromobacter)的细菌。其中7株菌株对水相中石油烃的降解率在降解时间为20 d时可达到31.5%~54.7%。对菌株的降解基因检测结果表明,当降解菌中同时含有双加氧酶和单加氧酶控制基因时,菌株对石油烃显示出较强的降解能力。     

高效絮凝剂产生菌的分离筛选及培养条件优化

从活性污泥中分离得到两株高效的微生物絮凝剂产生菌MBP-31和MBG-15.通过培养条件优化,考察各种因素,如碳源、氮源、pH值、碳氮比、培养时间、絮凝剂投加量对絮凝效果的影响.结果表明,MBP-31对高岭土悬浊液的最佳絮凝条件为:碳源为葡萄糖,氮源为尿素,pH值为7.0～8.0,碳氮比为25,培养时间为48 h,絮凝剂投加量为1 mL.MBG-15对高岭土悬浊液的最佳絮凝条件为: 碳源为葡萄糖,氮源为蛋白胨,pH值为7.0～8.0,碳氮比为25,培养时间为96 h,絮凝剂投加量为2 mL.在最佳絮凝条件下进行絮凝试验,MBP-31、MBG-15对高岭土悬浊液的絮凝率分别达到89.87%、91.25%.对两菌株所产微生物絮凝剂的活性分布、热稳定性进行了研究,两种微生物絮凝剂均分布在发酵液离心后的上清液中,MBG-15有较好的热稳定性.     

一株甲拌磷降解菌的诱变选育与降解特性研究

从甲拌磷污染的土壤中驯化分离得到1株能够以甲拌磷为唯一碳源生长的革兰氏阴性细菌JZ1-黏着剑菌(Ensifer adhaerens sp.).最初,该菌株在24 h内对200 mg/L甲拌磷的降解率为42.2%.当驯化质量浓度为800 mg/L时,JZ1对200mg/L甲拌磷的降解率达到56.3%.以JZ1为出发菌经化学诱变和紫外诱变后获得菌株JZ1-II.JZ1-II对甲拌磷的降解作用明显增加:当盐酸羟胺质量分数为2%时,降解率提高至67.8%; 进一步经紫外照射45 s,降解率提高至83.2%.气相色谱法测定甲拌磷的降解动态,在JZ1-II的作用下,甲拌磷在12～24 h内下降迅速,24 h后降解率基本稳定在83%.采用氯化亚锡法测定培养基中总磷和无机磷的含量,分析甲拌磷的降解途径,甲拌磷的降解过程应为:甲拌磷(O,O-二乙基-S-乙硫基甲基二硫代磷酸酯)首先降解为二乙基磷酸,继而转变为磷酸.     

一株石油烃降解菌对原油的降解特性

从山东胜利油田沿海滩涂石油污染水体中分离得到1株以原油为唯一碳源的降解菌E-2.通过对原油降解率的测定,发现菌株E-2对石油具有较强的降解能力.在条件初步优化下培养5d,其对原油的降解率在扣除自然降解部分后达到50.51%.E-2最适宜生长条件为:温度37℃,pH =7.5.当NaCl质量浓度为0～5g·L-1,原油质量分数为0.75%～1.5%时菌株E-2处于最佳生长状态.通过GC-MS分析,菌株E-2对原油中链烃C34～C38的部分降解最显著,对链烃C26 ～ C33也有一定的降解作用,表明E-2对长链烃类的降解具有明显的优势.菌株E-2与优势菌株HB-1按1∶1组成混合菌液,两种菌株仍能各自显著降解链烃碳源,同时对C16～C30的降解明显增强,反映了两菌对这一段碳链的协同降解效果.HB-1与E-2按1∶1混合,石油降解率提高到63.62%(单独HB-1菌株石油降解率为54.62%);HB-1与E-2按1∶3混合,其降解率为80.60%;HB -1与E-2按3∶1混合,降解率为81.83%.     

油污土壤修复过程水溶性有机物光谱特性研究

利用石油污染土壤中筛选出的2株石油降解菌(铜绿假单胞菌和凝结芽孢杆菌)修复油污土壤,采用紫外光谱法和三维荧光光谱法对油污土壤修复过程中的水溶性有机物(DOM)变化进行了半定量分析.结果表明:1)紫外光谱分析中接种外源微生物前后油污土壤DOM的SUVA254值和ABS285值均有不同程度的减少,说明DOM相对分子质量降低,含有的芳香族和不饱和共轭双键结构减少,其芳构化程度降低;2)随着油污土壤生物修复的进行,与未接种石油降解菌的土壤相比,投加降解菌的油污土壤中水溶性有机物芳香族类蛋白质含量呈降低趋势,紫外区类富里酸呈增加趋势.荧光光谱半定量分析结果表明,接种外源微生物可明显减小石油污染土壤中水溶性有机物的芳构化程度.     

石油烃降解菌的筛选及其生长条件研究

实验从锦州石化长期被高浓度的烃类化合物污染的土壤中采取土样,经反复富集培养后分离得到降解原油的单一菌株X2,并对菌株X2生长条件进行了优化,其优化后的最佳生长条件为:温度30℃,pH值为7,恒温摇床转速为190 r/min,盐度为2.5%。同时,实验利用最佳条件下培养获得的对数生长期降解菌X2降解处理含原油1.0%的无机培养液,经过24 h处理,测得降解菌X2对原油的降解能力达到60.6%。     

降解苯酚优势菌的筛选分离和培养条件研究

从膨润土中筛选出可在含2 g/L苯酚的PDA培养基上生长的菌种,经过逐级驯化,得到1株可以在1 g/L苯酚的无机盐固体培养基上生长并降解苯酚的优势菌种HJ01,其对苯酚600 g/L降解率可达94%.该菌生长的适宜碳源和氮源分别为蔗糖和NH4Cl,温度为25 ℃,pH值范围为6-7.     

细菌在黄土上的吸附/解吸特征及吸附量对土壤石油降解的影响

本文通过室内实验,研究了细菌在黄土上的吸附解吸特征,并探讨了其在黄土上的吸附量对土壤石油降解的影响。结果表明,细菌在黄土上的吸附符合Langmuir等温吸附方程,当菌液浓度较低时,吸附量随浓度增加而急剧上升,随着菌液浓度进一步增加,吸附量随浓度的增加渐渐平缓;细菌在黄土上的解吸作用极弱,一旦被吸附后,较难被解吸,解吸量平均仅是吸附量的1%;随着细菌在土壤上吸附量的增加,降解率相应提高。当土中含油量为3.52%,菌液浓度为1.0×108个/ml,经过30d后,降解率可达到45%。     

多环芳烃芘降解菌株的培养与降解特性研究

采自浑河流域的底泥样品以多环芳烃芘为唯一碳源反复驯化,分离筛选出1株对多环芳烃芘具有降解作用的菌株P-D-1.经形态、生理生化特性及16S rDNA序列同源性分析,该菌株为革兰氏阳性菌.利用菌株的16S rDNA测序后的部分序列通过NCBI在线比对,与Genbank中枯草芽孢杆菌属的同源性高达99%.初步鉴定菌株为枯草芽孢杆菌属菌株(Bacillus subtilis).该菌株的最适生长条件为30℃,pH=7.0.采用高效液相色谱(HPLC)对其降解特性及培养条件进行优化,研究不同碳源、氮源、氯化钠质量浓度和通气量对多环芳烃芘降解的影响.结果表明,芘的初始质量浓度为75 mg·L-1时,在以蔗糖为碳源,酵母膏为氮源,氯化钠质量浓度为0.02g·mL-1,在250mL三角瓶中加入100 mL培养基状况下,该菌株的生长效果最佳,对多环芳烃芘的降解率达到82.6%.     

土壤优势细菌菌群对膨润土的腐蚀影响

基于微生物对材料的腐蚀特点,在材料性能表征的基础上,采用微生物学、TG-DTA、CEC和TEM研究了从高放废物处置库预选区土壤中分离的细菌菌群对膨润土的腐蚀影响。结果表明:添加5.5倍高浓度培养基可以维持菌群一定周期内的持续活性;细菌菌群影响膨润土原结构中吸附水、层间水及结构水的含量,且于849.94℃时出现明显的吸热谷,表明菌群加速了膨润土热稳定性的下降;随腐蚀周期延长,无菌组和有菌组均与原样间存在极显著性差异(p0.01),细菌促进了膨润土化学键类型及键能发生变化,使其阳离子交换量下降;细菌菌群加速膨润土发生团聚且晶面间距减小率比无菌组大约25.912%,最终导致晶格缺陷。     

固定化微生物降解石油的影响因素研究

为研究以天然有机材料为载体的固定化微生物降解石油的效果,使其应用于修复石油污染物成为可能,选取高效石油降解单株菌SM -1和混合菌MM -7为试验菌株,并以天然有机材料为载体,采用吸附法制备固定化微生物,考察不同材料载体YJ-07和YJ-05的固定化微生物的降解性能以及不同环境因素,包括pH值、初始油质量浓度、接种量、盐(NaCl)质量浓度对游离菌和固定化降解菌的石油降解率的影响.结果表明:固定化菌MM - 7(YJ-07)的石油降解率为59.6％,比固定化菌MM -7(YJ -05)高2.3倍;固定化菌对石油的降解效果明显优于游离菌,降解率较游离菌提高10％ ～43％,对环境因素的变化有更强的耐受性;各单株固定化菌与游离菌最适宜条件为pH=7～8,盐质量浓度5～7 g/L,石油质量浓度1～7 g/L,接种量10％～20％;混合菌的降解效果略好于单菌.