采用固定化技术处理土壤中菲、芘污染物

采用动胶杆菌(Zoogloea sp.)固定化技术包埋来降解土壤中菲、芘污染物,在不同接种量、不同系列浓度下,对降解效果进行了测定.结果表明:5%的接种量最为合理,在168h时,固定化细菌对菲、芘的降解率达84.89%和76.94%;而在相同条件下土著菌降解仅达到27.85%和19.65%,因此动胶杆菌(Zoogloea sp.)具有更好的降解能力.另外,还用电镜观察研究了动胶杆菌在载体中的分布形态,表明了固定化细菌降解土壤中菲、芘具有较高的优势.     

六株真菌对土壤中芘和苯并芘的降解及其动力学

研究了6株真菌对土壤中芘和苯并芘(BaP)的降解动态,用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对结果进行拟合.结果表明,6株真菌对芘和BaP的降解速率有显著性差异,降解率相差不大.产黄青霉(Penicillium chrysogenum,SF04),在42d内对BaP的降解能力最强,可达71.31%,对芘的降解能力相对最弱.镰刀菌(Fusariumsp.,SF11),黑曲霉(Aspergillusniger,SF05),木霉(Trichodermasp.,SF02)和毛霉(Mucorsp.,SF06)42d对芘的降解率分别为86.22%,86.18%,85.41%,85.04%,对BaP的降解率分别为71.11%,69.44%,69.05%,69.72%.木霉(Trichodermasp.,SF02)和毛霉(Mucorsp.,SF06)对芘和BaP的降解速率均很快.     

苯并(a)芘及其代谢产物的连续降解研究

在以驯化过的芽孢杆菌(BA-07)降解BaP的过程中,鉴定出2个BaP的未开环代谢产物顺式-4,5-二氢-4,5-二醇-BaP(cis-BP4,5-dihydrodiol)和顺式-7,8-二氢-7,8-二醇-BaP(cis-BP7,8-dihydrodiol).由于该产物对微生物有一定毒性,所以难于进一步降解.为提高BaP降解的同时,降低cis-BP4,5-dihydrodiol和cis-BP7,8-dihydrodiol的累积,对2种降解方法(即单纯用BA07降解和运用高锰酸钾与BA-07耦合的方法降解)进行了比较,并且优化了连续降解的参数.结果表明,①对BaP及其代谢产物的连续降解,化学氧化与微生物耦合(高锰酸钾与BA-07)的降解效果明显好于单纯利用微生物(细菌BA-07)的降解;②在同一时间取样,cis-BP4,5-dihydrodiol的残留率均高于cis-BP7,8-dihydrodiol;③当BaP的浓度为40μg/mL,培养基的最佳pH为7.0,以琥珀酸钠为共代谢底物,可以显著提高BaP降解率,降低cis-BP 4,5-dihydrodiol和cis-BP7,8-dihydrodiol的累积.同时提出了化学氧化与微生物协同的方法可以有效促进环境中持久有机污染物的连续降解.     

城市尾水氮代谢过程中芽孢杆菌对微藻作用机制

为了对城市尾水深度脱氮,提高地表水体质量,分别利用微藻（Z）、芽孢杆菌（Y）和微藻芽孢杆菌（ZY）对城市尾水进行脱氮处理与氮代谢菌群特征研究,结果表明,Z和ZY对城市尾水中氨氮的去除效果较好,2组降解率都达到了95%以上.Z对亚硝态氮去除效果最好,芽孢杆菌与微藻的共同作用在氮循环反应中亚硝态氮转化为硝态氮过程发挥出较为强大的稳定效果.芽孢杆菌可以有效去除硝态氮,并可以提高微藻对硝态氮的去除效率.ZY菌对城市尾水中硝态氮的去除效果最好,其降解率高达99%以上,几乎完全去除城市尾水中的硝态氮.在Z中样本数占比较高的菌群分别为Chroococcidiopsis_PCC_7203 （24.38%）、uncultured_bacterium-g_norank_f_A4b （23.65%）、Exiguobacteriu （7.09%）、Leptolyngbya_PCC-6306 （9.41%）和Bacillus （1.99%）.在ZY中样本数占比较高的菌群分别为Brevibacillus （22.94%）、Clostridium（8.78%）和Bacillus （4.88%）,Chroococcidiopsis_PCC_7203 样本数占比仅为7.84%,远远低于Z样本数所占比例.微藻可以很好去除系统中氨氮,芽孢杆菌与微藻联用具有较好的氨氮和硝态氮去除效果,芽孢杆菌具有抑制微藻过度增长作用,防止水体富营养化和黑臭发生.研究可为城市尾水深度处理,防止地表水体富营养化提供数据支持.     

雾-霾天人体平均呼吸高度处不同粒径气溶胶的微生物特性

粒径分布和微生物种群结构是雾-霾天气溶胶与人体健康密切相关的典型特征.采用安德森六级采样器在人体平均呼吸高度（近地面1.5 m）处对北京某地雾-霾天及晴天分别进行气溶胶样品采集,从不同粒径气溶胶中的可培养细菌、真菌浓度及种群结构角度展开研究.结果表明,雾-霾天不同粒径气溶胶中可培养微生物浓度呈现不均匀分布状态;不同粒径气溶胶中微生物浓度、种群结构差异性均明显高于晴天.雾-霾天条件下,在粒径大于3.3 μm的气溶胶中,芽孢杆菌（Bacillus sp.）占据优势地位,在粒径小于3.3 μm的气溶胶中,芽孢杆菌（Bacillus sp.）和解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）占优势地位.而当雾-霾过后,解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）在所有粒径的生物气溶胶中均占优势地位.雾-霾天条件下,在粒径大于3.3 μm的气溶胶中共检出5种优势真菌,分别是链格孢菌（Alternaria sp.）、意大利青霉（Penicillium italicum）、蓝状菌（Talaromyces stollii）、枝孢菌（Cladosporium sp.）和Davidiella sp.;而当雾-霾过后,仅链格孢菌（Alternaria sp.）被检测为优势菌.无论雾-霾天还是晴天,在粒径小于3.3 μm的气溶胶中真菌均主要以意大利青霉（Penicillium italicum）和蓝状菌（Talaromyces stollii）为主.在人体平均呼吸高度处,雾-霾天与晴天不同粒径气溶胶中微生物浓度和种群结构存在明显差异.雾-霾天人体平均呼吸高度处微生物浓度高、且种群结构较为复杂,其微生物特性对人体健康的潜在风险不容忽视.     

3种耐锑土壤细菌的筛选及对锑的吸附研究

从湖南省冷水江锡矿山尾渣土壤中筛选分离出3株具有较高锑耐性的细菌,通过宏观吸附结合X射线光电子能谱（XPS）,阐明3株细菌对Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）的吸附机制.根据生理生化指标和16S rDNA序列同源性对比,鉴定出1株革兰氏阴性菌和2株革兰氏阳性菌,分别为人苍白杆菌（Ochrobactrum anthropi）、芽孢杆菌（Bacillus sp.）及蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）.3株细菌都呈杆状,且都能在高锑含量营养液中良好生长.3株细菌对锑的等温吸附符合Langmuir模型,对锑的最大吸附量约为11.0~14.3 mg·g^-1,其中,蜡状芽孢杆菌对锑的吸附能力高于其它两株细菌,3株细菌对Sb（Ⅲ）的吸附量略高于Sb（Ⅴ）.XPS结果表明,细菌表面的羧基和氨基在锑吸附过程中发挥主导作用.本研究结果对于理解土壤微生物吸附固定锑机制及其在土壤修复中的应用有重要意义.     

1株铜绿假单胞菌对芘的降解特性及代谢途径

多环芳烃（PAHs）因其具有"三致"作用对生态系统产生潜在威胁.微生物降解是多环芳烃降解的主要途径之一,筛选出能高效降解多环芳烃的菌株是微生物修复技术的关键.本文采用富集培养的方法从多环芳烃污染的污泥中分离到1株以芘为唯一碳源的菌株LX2,经形态观察、生理生化和16S rDNA鉴定,LX2属于铜绿假单胞菌（Pseudomonas sp.LX2）.菌株在含芘浓度为50 mg·L^-1的无机盐液体培养基中培养21 d对芘的降解效率达32.1%.经GC-MS分析发现,Pseudomonas sp.LX2降解芘的中间代谢产物主要有4,5-二氢芘、2''-羟基苯丙酮、苯酚、原儿茶酚.基于鉴定的代谢产物得出芘通过"萘"和"邻苯二甲酸"两种不同的途径被铜绿假单胞菌（Pseudomonas sp.LX2）降解.     

2株苯胺降解的分离鉴定及其降解特性研究

从处理印染废水的活性污泥中分离得到2株苯胺降解菌,从菌落、细胞形态、生理生化及16S rRNA基因扩增测序等方面对2株菌进行了鉴定,并比较分析2株菌在好氧与缺氧条件下的苯胺降解、偶氮染料脱色及苯胺脱氨氧化酶基因tdnQ和黄素还原酶基因(fre)的携带情况.结果表明,2株菌属于Pseudomonas属和Shewanella属,分别命名为Pseudomonas sp.AN30和Shewanella sp.DN425.AN30菌株在振荡好氧条件下72h内对250mg/L苯胺的降解率为96.1%,DN425菌株的降解率为13.8%;在静置缺氧条件下AN30菌株的苯胺降解率为39.6%,DN425菌株的降解率仅为8.6%.DN425菌株在静置缺氧条件下4h内可将初始浓度为50 mg/L的偶氮染料酸性大红彻底脱色,而AN30菌株对酸性大红不具有脱色能力.以总DNA为模板,分别用tdnQ基因和fre基因特异性引物进行扩增,2株菌均能扩增出大小分别为380bp和630bp左右的目标条带,显示2菌株均携带有苯胺脱氨氧化酶基因和黄素还原酶基因.     

异养硝化细菌Bacillus sp. LY脱氮性能研究

研究了异养硝化细菌Bacillus sp. LY的脱氮性能.结果表明,Bacillus sp. LY是1株具有脱氮能力的异养硝化细菌.在NH⁺₄-N浓度分别为40、80和120 mg/L 3种情况下,120 h反应后,氨氮的去除率分别是100%、85.7%、73.7%,总氮的去除率分别是76.6%、53.4%、64.8%,在菌液初始浓度相同的情况下,随着NH⁺₄-N浓度的增加,细菌的硝化速率以及脱氮速率呈现下降的趋势.有机物浓度是影响Bacillus sp. LY脱氮性能的重要因素,低的有机物浓度会阻碍细菌脱氮性能的发挥,中的有机物浓度会促进细菌脱氮性能的发挥,使体系的脱氮效果达到最佳,高的有机物浓度并不能再次提升细菌的脱氮性能.在Bacillus sp. LY作用下,有机氮经过氨化作用生成氨氮,通过2条可能的途径转化为氮气.1条途径是氨氮先硝化生成亚硝酸盐与硝酸盐,然后反硝化生成氮气.另1条途径是氨氮被氧化生成羟胺,然后脱氢生成氧化亚氮并进一步转化为氮气.这些研究可为开发新型高效生物脱氮工艺提供参考.     

土壤微生物对苯的降解研究

使用大庆油田石油污染土壤中分离出优势菌种(革兰氏阴性G^-、黄杆菌属Flavobacterium),在实验室可控条件下,研究了该菌种对苯的降解规律和特点.研究发现:微生物对苯浓度耐受范围8.8～17.6 mg·L^-1,大于17.6mg·L^-1时,对该菌株产生明显的抑制作用.降解体系在pH为6.5～7.0之间达到对苯的较高降解水平,最佳降解率出现在苯初始浓度7.04～13.2mg·L^-1之间;苯在微生物细胞内外的浓度变化趋势呈现一致.-lgP(P为有机溶剂苯在细胞膜和水相中的分配系数的比值)的变化能够较好的表征苯在微生物细胞内外的降解趋势和毒性变化;当体系中苯的初始浓度大于8.8mg·L^-1时,苯的降解率与P值变化趋于一致.     

Biodegradation of benzo[a]pyrene in soil by Mucor sp. SF06 and Bacillus sp. SB02 co-immobilized on vermiculite

Two indigenous microorganisms, Bacillus sp. SB02 and Mucor sp. SF06, capable of degrading polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） were co-immobilized on vermiculite by physical adsorption and used to degrade benzo[a] pyrene （BaP）. The characteristics of BaP degradation by both free and co-immobilized microorganism were then investigated and compared. The removal rate using the immobilized bacterial-fungal mixed consortium was higher than that of the freely mobile mixed consortium. 95.3% of BaP was degraded using the co-immobilized system within 42 d, which was remarkably higher than the removal rate of that by the free strains. The optimal amount of inoculated co-immobilized system for BaP degradation was 2%. The immobilized bacterial-fungal mixed consortium also showed better water stability than the free strains. Kinetics of BaP biodegradation by co-immobilized SF06 and SB02 were also studied. The results demonstrated that BaP degradation could be well described by a zero-order reaction rate equation when the initial BaP concentration was in the range of 10--200 mg/kg. The scanning electronic microscope （SEM） analysis showed that the co-immobilized microstructure was suitable for the growth of SF06 and SB02. The mass transmission process of co-immobilized system in soil is discussed. The results demonstrate the potential for employing the bacterial-fungal mixed consortium, co-immobilized on vermiculite, for in situ bioremediation of BaP.     

几种芳香化合物对苯并芘在泥浆反应器中降解的影响

苯并芘在土壤中难于被生物降解,其降解方式通常以共代谢方式进行.本研究考查了几种多环芳烃及2种单环芳香化合物对苯并芘降解的影响.先把几种芳香化合物投入到供试无污染土壤中进行3d的预培养,然后向土壤中加入苯并芘并使土壤在三角瓶内形成泥浆系统,放在摇床上培养.42d的实验表明,用菲对土壤进行预处Ζ理消除了苯并芘的降解滞后期,并提高了苯并芘的降解率.蒽、芘未能改变苯并芘的降解模式,而苯并蒽则相对抑制了苯并芘的降解.水杨酸和邻苯二甲酸同样消除了苯并芘降解的滞后阶段,且促进了苯并芘的降解,但质量差别未对苯并芘的降解产生影响.     

土壤芘降解菌的分离及特性研究

本研究分离纯化出芘的高效降解菌株,并探讨了菌株在土壤环境中对芘降解情况,主要结论如下：通过富集培养的方法分离得到2株对芘具有较强降解能力的菌株：芽孢杆菌B6和假单孢菌B17。2菌株对除能有效降解利用芘外,还能有效利用苯、萘、菲、甲苯、苯酚、邻苯二酚和1一萘酚等多种芳香类化合物,具有一定的应用前景。     

一株芽胞杆菌和一株黄杆菌代谢芘的摄取方式解析

通过溶剂萃取、薄层色谱和紫外分光光度法研究了一株芽胞杆菌CN2和一株黄杆菌CN4在初始pH=6.00的条件下对芘的降解过程.研究表明:芘降解液的pH值随降解时间向中性波动变化;用牛肉膏蛋白胨培养出的CN2菌体表面具有亲水性,CN4菌体表面具有疏水性,CN2表面疏水性在芘的降解过程中随时间有变大的趋势,CN4表面疏水性在芘的降解过程中随时间有变小的趋势;从芘降解的整个过程看,大部分时间CN2的降解比CN4的快,CN4菌体捕获的芘量比CN2要大,尤其在接种刚开始的一段时期较为明显;细胞表面、细胞壁中、细胞内部均有芘富集迹象,其中细胞表面富集的芘最多.根据试验结果推测,在菌株对芘的降解过程中吸附和降解同时发生;菌体对芘首先通过表面吸附或其它方式结合,随后溶人细胞壁中,跨过细胞膜进入细胞内被降解;这个传质过程很可能不是连续的,而是由细菌控制的主动的间歇的动态过程.     

Degradation of metabolites accumulated of benzo[a]pyrene by coupling Penicillium Chrysogenum with KMnO4

Several main metabolites of benzo[a]pyrene （BaP） formed by Penicillium chrysogenum, Benzo[a]pyrene-1,6-quinone （BP 1,6- quinone）, trans-7,8-dihydroxy-7,8-dihydrobenzo[a]pyrene （BP 7,8-diol）, 3-hydroxybenzo[a]pyrene （3-OHBP）, were identified by high-performance liquid chromatography （HPLC）. The three metabolites were liable to be accumulated and were hardly further metabolized because of their toxicity to microorganisms. However, their further degradation was essential for the complete degradation of BaP. To enhance their degradation, two methods, degradation by coupling Penicillium chrysogenum with KMnO4 and degradation only by Penicillium chrysogenum, were compared; Meanwhile, the parameters of degradation in the superior method were optimized. The results showed that （1） the method of coupling Penicillium chrysogenum with KMnO4 was better and was the first method to be used in the degradation of BaP and its metabolites; （2） the metabolite, BP 1,6-quinone was the most liable to be accumulated in pure cultures; （3） the effect of degradation was the best when the concentration of KMnO4 in the cultures was 0.01% （w/v）, concentration of the three compounds was 5 mg/L and pH was 6.2. Based on the experimental results, a novel concept with regard to the bioremediation of BaP-contaminated environment was discussed, considering the influence on environmental toxicity of the accumulated metabolites.     

降解园林废弃物专用固体复合菌的构建及其堆肥效应研究

目前应用于园林废弃物堆肥中的复合菌剂大多为液态菌剂,其制作存在无菌操作要求高、产品存在运输不便等问题,拟尝试通过固体菌剂加以克服.为获得可高效降解园林废弃物的固体复合菌剂,利用前期获得的固体菌剂芽孢杆菌（Bacillus sp.）B01和B02进行混配制成复合菌剂,通过正交试验对复合比例（B01:B02）及复合菌剂接种浓度进行优化,筛选出降解效果最佳的固体复合菌剂SB012,并与其液体复合菌剂LB012进行对比,探究二者对园林废弃物堆肥过程的影响.结果表明:各因素对固体复合菌剂应用效果均有极显著影响,其影响程度表现为复合比例>复合菌剂接种浓度;最佳固体复合菌剂是复合比例（B01:B02）为7.5:2.5,复合菌剂接种浓度为2.5%.与LB012相比,SB012可使木质素降解率提高7.79%,纤维素降解率提高5.30%,腐殖质含量提高6.29%,腐殖化系数（HI）提高23.02%.研究显示,通过对复合比例和复合菌剂接种浓度的优化,成功制得固体复合菌剂SB012,该菌剂可高效降解园林废弃物中的木质素、纤维素,促进腐殖质生成,提高堆肥产品品质.      

鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及细胞表面性质的影响

使用大庆油田石油污染土壤中分离出的优势菌种（蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02）,在实验室可控条件下,研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及降解菌生长、菌体表面疏水性和外表形态的影响.结果表明,鼠李糖脂可以提高正十六烷的降解率,48 h时蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02对正十六烷的降解率比未加鼠李糖脂的体系分别增加了8.1％和11.6％. 正十六烷培养基中的鼠李糖脂能引起菌体表面疏水性的明显增大,且低浓度鼠李糖脂的这种能力明显优于高浓度鼠李糖脂,蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02分别在加入0.4 mmol/L和0.2 mmol/L鼠李糖脂时疏水性最大. 尤其是芽孢杆菌DQ02在对数生长后期BATH（bacterial adherence to hydrocarbon）达到44％,远大于未加鼠李糖脂时的BATH. 但在葡萄糖培养基中鼠李糖脂并没有明显影响菌种的生物量和BATH. 另外,加入鼠李糖脂后, 2株菌的培养基接触角比未加鼠李糖脂的培养基接触角均减小了约一半. 未加入鼠李糖脂的菌体细胞表面比较光滑,且菌体之间独立生长,而加入鼠李糖脂后影响了降解菌的外表形态,菌体细胞表面略显粗糙且相互粘连,有助于细胞与疏水性有机物的接触.     

Photochemical behavior of benzo[a]pyrene on soil surfaces under UV light irradiation

The rates of photodegradation and photocatalysis of benzo [a]pyrene （BaP） on soil surfaces under UV light have been studied. Different parameters such as temperature, soil particle sizes, and soil depth responsible for photodegradation, catalyst loads and wavelength of UV irradiation blamed for photocatalysis have been monitored. The results obtained indicated that BaP photodegradation follows pseudo-first-order kinetics. BaP photodegradation was the fastest at 30℃ . The rates of BaP photodegradation at different soil particle size followed the order： less than 1 mm〉less than 0.45 mm〉less than 0.25 mm. When the soil depth increased from 1 mm to 4 ram, the half-life increased from 13.23 d to 17.73 d. The additions of TiO2 or Fe2O3 accelerated the photodegradation of BaP, and the photocatalysis of BaP follows pseudo-first-order kinetics. Changes in catalyst loads of TiO2 （0.5%, 1%, 2%, and 3% （wt）） or Fe203 （2%, 5%, 7%, and 10% （wt）） did not significantly affect the degradation rates. Both BaP photocatalysis in the presence of TiO2 and Fe2O3 were the fastest at 254 nm UV irradiation.     

两株假单胞菌对蒽菲芘的降解作用

从污染污泥中分离出两株假单胞菌PCN5及PCB2。研究了它们对蒽、菲、芘的降解性能及生长繁殖情况。结果表明，单基质存在下，10h，PCN5对蒽的降解转化率为91．8％，芘为75．6％，菲仅为26．25％；相反PCB2对菲的降解效果最好，蒽最差；混合基质体系中，两菌株都有良好的降解效果，对芘的降解效果较差；130h，PCN5对蒽、菲、芘混合体系中的TOC去除率为38．9％，PCB2对相应体系的去除率为73．7％；混合体系中两株的生长曲张相似，细菌浓度均呈指数增长趋势，PCN5的最大浓度约是原加入量的10000倍，PCB2是原加入量的8000倍。