胶原纤维固定酿酒酵母BOD传感器性能及应用

金属离子改性胶原纤维是一种新型细胞固定化材料,将其作为微生物固定化载体用于传感器可增加固定微生物数量并较好保持微生物活性。以金属离子锆(Zr)改性胶原纤维(ZICF)固定化酿酒酵母为响应元件制备BOD微生物传感器,考察不同温度、pH、NaCl浓度和固定化酿酒酵母用量对传感器性能的影响。结果显示,传感器在29℃、pH 6.0、NaCl浓度3.5%、400 mg固定化酿酒酵母时性能较佳;该条件下其BOD线性响应范围为2~200 mg/L,响应时间2~9min。固定化酿酒酵母用于传感器可连续使用200次以上,稳定使用42 d以上,于4℃保存7个月经活化后仍保持较好活性。OECD拟合废水较GGA标准溶液更适于作为传感器的标准溶液;测定单纯有机物质、河水及模拟海水时,本传感器法与标准BOD5法所测结果呈现出良好的相关性。     

植物-微生物联合修复石油污染土壤的实验研究

筛选高效石油降解菌并考察菌株的石油降解能力,通过植物-微生物联合修复石油污染土壤室内实验,在修复过程中测定了土壤中细菌和固氮菌,碱解氮、速效磷和速效钾的含量变化,同时采用傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)考察了植物-微生物联合修复效果。结果表明,菌株3#、4#的生长适应性较强,其混合菌的降解效果最好,将其混合菌液与植物进行植物-微生物联合修复不同浓度的石油污染土壤,经过150 d的温室降解,最高降解率达到73.47%。ESI FT-ICR MS分析结果表明,与空白组相比,植物组的O1、O2和N1类等化合物相对丰度都发生了显著变化,石油污染物得到一定程度的生物降解。     

耐盐性毒死蜱降解混合菌的构建及其降解特性

为明确蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)混合菌株对毒死蜱的降解效果,采用正交实验的方法构建混合菌。以混合菌对毒死蜱的降解率和菌株的生长量为依据,利用单一因素实验考察了不同因素对混合菌降解毒死蜱的影响。结果表明:构建的混合菌中三菌株的体积比为1∶1∶3。在含80 mg/L毒死蜱的反应体系中,最适接菌量为8%(V/V),最适pH为7。在实验浓度下,混合菌对毒死蜱的降解符合一级动力学方程。混合菌对盐分有较高的耐受度,当反应液中氯化钠浓度在20～100 g/L之间时,混合菌对80 mg/L毒死蜱的降解率最高达61%。     

稠油高效降解菌的降解特性及其应用

以稠油为唯一碳源，对细菌B0501、B0505和B0510的降解特性进行了分析，结果表明3株菌对稠油的不同组分具有不同程度的降解能力，其中B0505对烷烃、B0510对芳香烃以及B0501对胶质和沥青质的去除率较高，分别为42.26%、35.30%和40.76%；混合菌协同作用强化了稠油组分的降解，3株菌株组合对烷烃、芳香烃以及胶质沥青质的降解率分别达到44.23%、38.56%和62.12%；微生物对稠油降解过程符合一级动力学方程，其中3株菌株组合对稠油降解的速率最快，半衰期(t_1/2)为5.36 d。将微生物应用于稠油废水处理实践，结果表明外源微生物的投加强化了废水中COD的去除率；GC-MS图谱及降解前后有机成分分析进一步佐证了微生物对稠油废水中有机成分的降解能力。     

甲基叔丁基醚降解菌的驯化与筛选

为了筛选降解甲基叔丁基醚(MTBE)的优势菌种,调查了不同来源土壤土著菌的降解潜力.应用不同的驯化方式以MTBE为惟一碳源,在好氧的条件下,驯化、筛选出高效降解混合菌株,为现场应用打好基础.并从中分离得到6株高降解性的单一菌株,对其进行了初步鉴定,为进一步研究其降解途径做好准备.对单一菌株与混合菌株的降解效果进行了比较.结果表明,混合菌株的降解效果要明显高于单一菌株.     

生物传感器在环境监测中的应用

介绍了生物传感器在环境监测中的应用 ,主要分析了酶传感器、微生物传感器、免疫传感器及DNA传感器在环境监测中的作用机理及监测方法 ,并针对环境中的杀虫剂、爆炸类物质、有毒污染物及水体中的BOD负荷等的监测进行了较详细的论述 ,对生物传感器的发展方向及前景进行了展望     

双室微生物燃料电池型BOD传感器性能

构建了双室微生物燃料电池(MFC),并应用于污水BOD的检测。优化了MFC型BOD传感器的检测条件,分析了传感器进行污水BOD检测的特征。结果表明,以A2/O污水处理工艺中厌氧段污泥进行接种,双室MFC型BOD传感器2周内完成启动,所产电流达到稳定。传感器的最佳检测条件为外接电阻500Ω,添加缓冲溶液并维持待测水样pH为7.0,添加35 mg/L的L-半胱氨酸作为吸氧剂维持阳极室厌氧环境,阴极室富氧水流量为20 mL/min。利用MFC产生的电流峰值准确检测污水水样BOD浓度,传感器检测范围为10~50 mg/L,检测时间小于3 h;利用MFC产生的电荷量准确检测污水水样BOD浓度,检测范围为10~100 mg/L,检测时间小于10 h。利用MFC电流峰值和电荷量检测污水水样BOD浓度,偏差均小于15%,传感器运行稳定,寿命较长。     

淡水生态系统中反硝化型厌氧甲烷氧化微生物的研究进展

反硝化型厌氧甲烷氧化(DAMO)是在淡水生态系统中发现的一种全新的厌氧甲烷氧化途径,偶联了全球碳循环和氮循环,与NC10门细菌、DAMO古菌及厌氧氨氧化菌密切相关。首先介绍DAMO途径在淡水生态系统中的发现及其功能微生物。其次,重点阐述DAMO功能微生物在湖泊、湿地和河流等淡水环境中的研究进展,并对聚合酶链式反应(PCR)、荧光原位杂交(FISH)及高通量测序技术在DAMO功能微生物检测中的应用及发展进行总结与分析。最后,展望DAMO在淡水生态系统中的研究前景。     

酵母菌处理马铃薯淀粉废水研究

马铃薯淀粉废水属高浓度废水,COD达到30 000 mg/L左右,BOD为15 000 mg/L左右,可生化性较好。针对废水中主要含有淀粉、蛋白质和可溶性纤维等成分,筛选分离出能降解这些有机成分的6种酵母。以废水为培养液分别培养这6种酵母及其混合菌,实验结果表明,各酵母菌株对该废水都有较好的降解效果,混合菌的处理效果要好于单个菌株。在连续流废水培养条件下,混合酵母活性和菌体量也较高,MLSS稳定在12 g/L左右,其COD去除率稳定在77%左右。     

固定化耐低温混合菌对焦化土壤多环芳烃的降解研究

研究了固定化耐低温真菌-细菌混合菌在低温环境下,对焦化厂污染土壤中的菲(Phe)和苯并[b]荧蒽(BbF)降解的动态变化,利用高通量测序技术分析了降解过程中微生物群落多样性变化。结果表明:在低温条件下固定化混合菌对土壤中Phe、BbF的去除率远高于游离混合菌与固定化单菌,在60d的降解周期下,固定化混合菌对土壤中Phe和BbF的降解率分别可达59.61%和45.24%。处理前,土壤中细菌与真菌初始Shannon多样性指数分别为2.79和0.33,细菌远高于真菌,土壤中土著微生物以细菌为主,高丰度的细菌抑制了真菌的生长代谢。处理后,细菌的Shannon多样性指数下降至1.33,真菌的Shannon多样性指数增加至1.01,Phe和BbF的降解与细菌多样性呈负相关,且细菌多样性的降低减少了其对真菌的抑制作用。对比分析了处理前后土壤中微生物群落组成的变化,结果表明:投加固定化混合菌后,固定化混合菌中的假单胞菌(Pseudomonas sp.)SDR4和高山被孢霉(Mortierella alpina)JDR7在低温下生长代谢良好,并成为降解过程中的优势菌,其物种相对丰度分别提高至79.84%与58.63%。固定化混合菌对低温环境有良好的耐性,固定化混合菌的投加提高了菌株对多环芳烃(PAHs)的生物利用有效性,改变了土壤中微生物群落的结构和丰度,可应用于低温土壤PAHs的原位修复。     

接种稀释水的空白对BOD5测定的影响

从接种液种类、空白ＢＯＤ５大小、接种液最佳添加范围等方面对ＢＯＤ５测定进行探讨，提出以接纳工业废水的河水作为最佳接种液，雨季时以土壤浸取液更适合。探讨了接种液空白值对ＢＯＤ５标液和工业废水的影响，结果表明，河水空白应控制在０．１－０．８ｍｇ／Ｌ土壤浸取液空白控制在０．０１－０．１０ｍｇ／Ｌ为宜。     

BOD微生物传感检测仪中高效微生物膜的研究

为了制备高效微生物膜，从污水中筛选菌种（QT2061），经BIOLOG鉴定为枯草芽孢杆菌。并以聚乙烯醇为包埋剂制作BOD生物传感器微生物膜，通过对国家标准样品及几种典型水样的检测，结果表明，该微生物传感器的响应时间为8 min，可连续稳定测试10 d以上；对国家标准溶液的测试结果准确度较高，相对误差≤5%；对实验中几种水样均有响应，测试结果与5日法的测试结果有良好的相关性（相对偏差≤5%）。     

International cross-validation of a BOD5 surrogate

BOD5 dates back to 1912 when the Royal Commission decided to use the mean residence time of water in the rivers of England, 5 days, as a standard to measure the biochemical oxygen demand. Initially designed to protect the quality of river waters from extensive sewage discharge, the use of BOD5 has been quickly extended to waste water treatment plants (WWTPs) to monitor their efficiency on a daily basis. The measurement has been automatized but remains a tedious, time- and resource-consuming analysis. We have cross-validated a surrogate BOD5 method on two sites in France and in the USA with a total of 109 samples. This method uses a fluorescent redox indicator on a 96-well microplate to measure microbial catabolic activity for a large number of samples simultaneously. Three statistical tests were used to compare surrogate and reference methods and showed robust equivalence.     

微生物燃料电池法测BOD影响因素研究

以双室无介体微生物燃料电池构建了BOD检测系统,研究了阴极流量、有机物浓度(BOD)及阳极流量的变化对系统响应信号(电池电压)的影响,并考察了系统响应信号与BOD浓度的对应关系。结果表明:阴极流量在1.5～5mL/min时,阴极流量变化对响应信号具有显著的影响,且响应信号随阴极流量增大而增大;当阴极流量由5 mL/min增加到10 mL/min时,阴极流量变化对响应信号影响不显著。BOD浓度在10～150 mg/L时,响应信号随底物浓度增加而升高,而BOD浓度大于150 mg/L时,BOD浓度变化对响应信号没有显著影响。当BOD浓度较高时,阳极流量变化对响应信号影响不大,但当BOD浓度较低时,阳极流量变化对响应信号有显著影响,且响应信号随阳极流量增大而增加。电池稳态电压与BOD浓度在10～150 mg/L范围内成指数衰减关系,而电池电压的初始变化速率与BOD浓度在50～200 mg/L范围有线性响应。     

BOD5测定中的影响因素

BOD5的测定方法众多，文中从实验用水的质量、接种稀释液的要求、COD5值的确定、计算结果的取舍等方面予以分析．提出经验性的建议和办法。     

BOD生物传感器的研制与应用

介绍了ＢＯＤ生物传感器的原理、研制过程以及实际测定。该仪器测定ＢＯＤ的周期为３０ｍｉｎ，有较高的精密度和准确度，与稀释法有良好的相关性，可以及时信息反馈，特别适用于污水处理过程中的控制分析以及ＢＯＤ的快速测定。     

BOD5 measurements of water presenting inhibitory Cu2+. Implications in using of BOD to evaluate biodegradability of industrial wastewaters

In industrial effluents, the presence of an infinite number of possible mixtures of substances and the high variability of chemical conditions ask for an evaluation of biodegradability by a global and simple method. Biological oxygen demand after five days (BOD5) using synthetic wastewater was studied by two different ways: dilution and manometric methods. It can therefore be established that BOD5 obtained by adding manufactured inocula to the synthetic medium (effluent containing known and easily biodegradable substances) is close to the values obtained with inocula taken from the treated effluent of an urban and a rural purification plant. It was found that BOD5 measurement of effluents presenting factors affecting biodegradation, similar of those found in industrial effluents, is very questionable. The BOD is in this case influenced by the synergic and antagonist interactions between numerous and variable parameters like as pH, nature and concentration of inoculum, concentration of nutriments, amount and nature of assimilable substances, presence of toxicants, and presence of nitrification inhibitors, which are typical of real industrial wastewaters.     

BOD biosensors for pulp and paper industry wastewater analysis

Introduction

Two semi-specific microbial biosensors were constructed for the analysis of biochemical oxygen demand (BOD) in high-cellulose-content pulp and paper industry wastewaters. The biosensors were based on living cells of Bacillus subtilis and Paenibacillus sp. immobilized in an agarose gel matrix. Semi-specific microorganisms were isolated from various samples (decaying sawdust and rabbit manure) and were chosen based on their ability to assimilate cellulose.

Materials &; methods

The biosensors were calibrated with the Organization for Economic Cooperation and Development synthetic wastewater, and measurements with different wastewaters were conducted.

Results

The response time of biosensors using the steady-state method was 20?C25 min, and the service life of immobilized microorganisms was 96 days. Detection limit was 5 mg/l of BOD₇ while linear ranges extended up to 55 and 50 mg/l of the BOD₇ for B. subtilis- and Paenibacillus sp.-based biosensors, respectively. Repeatability and reproducibility of both biosensors were within the limits set by APHA??less than 15.4%. In comparison, both biosensors overestimated the BOD₇ values in paper mill wastewaters and underestimated the BOD₇ in aspen pulp mill wastewater.

Conclusions

The semi-specific biosensors are suitable for the estimation of organic pollution derived from cellulose, while the detection of pollution derived from tannins and lignins was minor. Better results in terms of accuracy and repeatability were gained with Paenibacillus sp. biosensor.