一株苯酚降解菌的筛选鉴定及响应面法优化其降解

从某化工厂污水处理车间活性污泥中分离、筛选到一株能以苯酚为唯一碳源和能源生长的菌株YH8.基于形态特征、生理生化特性、BIOLOG细菌自动鉴定系统、16S rDNA和gyrB基因序列同源性分析鉴定菌株YH8,鉴定菌株YH8为Acinetobacter guillouiae.在苯酚浓度低于1200 mg·L-1,温度为26~34℃,pH为7.0~10.0时,菌株YH8培养60 h对苯酚的降解率达70%以上.运用单因素实验初步确定苯酚降解的最适外加碳源和氮源分别为山梨醇和NaNO3,最适温度为30℃,最适初始pH为9.0,最适接种量为5%.为了提高菌株YH8的降解率,首先利用Plackett-Burman实验设计评估并筛选出影响苯酚降解的3个关键因素为初始pH、苯酚浓度、山梨醇浓度.用最陡爬坡实验逼近以上3个因子的最大响应区域,采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定其最优降解条件为初始pH 9.26、苯酚浓度1163.63 mg·L-1、山梨醇浓度7.81%、接种量5%、NaNO_3浓度2%、温度30℃、培养时间96 h,在此条件下苯酚降解率可达98.95%.苯酚降解酶活性及酶定域实验表明,菌株YH8相关降解酶为胞内酶,且苯酚可诱导苯酚羟化酶(LmPH)和邻苯二酚1,2-双加氧酶(C_(12)O)的合成.通过降解酶特异性引物从菌株YH8扩增得到LmPH和C12O基因片段,经质粒检测和消除实验发现菌株YH8相关降解基因位于质粒上.此外,菌株YH8能耐受高浓度NaCl和多种重金属离子,对多种抗生素具有抗性.     

苯酚羟化酶基因工程菌转化4-乙烯基苯酚特性研究

4-乙烯基苯酚广泛用作食品的调味剂及聚4-乙烯基苯酚类聚合物等的合成。近年来,研究发现4-乙烯基苯酚是苯乙烯在小鼠和人体中的次要代谢物,具有肝毒性和呼吸毒性。因此,利用生物定向转化技术降低4-乙烯基苯酚的毒性将具有实际意义。文章考察了含苯酚羟化酶基因的工程菌PH_IND生物转化4-乙烯基苯酚的条件,确定其最优条件为:菌株PH_IND的OD600为2.5,4-乙烯基苯酚的浓度为1 mmol/L,葡萄糖浓度为20 mmol/L,缓冲溶液的pH为8。在该条件下,生物转化呈一级动力学趋势,反应180 min后,转化率为31%。分子对接结果表明,4-乙烯基苯酚可以和苯酚羟化酶大亚基的活性位点结合,液相色谱-质谱联用分析结果表明4-乙烯基苯酚被转化为4-乙烯基儿茶酚。     

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.     

醋酸钙不动杆菌PHEA-2对苯酚的降解特性研究

自炼油厂污水中分离的醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus) PHEA-2具有 较强的苯酚降解能力.在温度为30℃和接种量为1%条件下,该菌在24h内完全降解苯酚的浓度 为300mg/L;该菌的最适生长和最适降解苯酚温度为30℃;在pH值5～10范围内能保持对苯酚的 降解能力.醋酸钙不动杆菌PHEA-2的苯酚降解反应符合Monod动力学模式,其反应的米氏常数K m为275mg/L,最大反应速度Vm为41mg苯酚/(10⁸·h).一定量的葡萄糖(5%)促进PHEA-2菌体的 生长,从而提高了整个培养体系降解苯酚的能力.     

高效苯酚降解菌Bacillus sp.L5-1的分离及其降解特性

从污水处理厂活性污泥中分离筛选出一株高效苯酚降解菌L5-1,经菌落形态观察和16S rDNA基因测序,结果表明菌株L5-1为蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）,美国国家生物信息中心（NCBI）的注册号为MN784421.将苯酚设置为唯一碳源,对其生长和苯酚降解特性展开研究.结果表明：菌株L5-1在10%接种量、温度30~35℃、pH值7~8的条件下,均能高效降解培养基中苯酚（培养基体积为100mL,初始苯酚浓度为500mg/L,14h时降解率>93%）.而在最优降解条件下（10%接种量,培养温度为35℃,pH值7.0,NaCl浓度为1%）,初始苯酚浓度为500mg/L,菌株在14h内的苯酚降解率可达97.1%;而当初始苯酚浓度为1000mg/L,菌株也可在46h内达到97.71%的降解率.运用Haldance方程动力学模拟菌株在不同浓度苯酚下的生长过程,其最大比生长速率为0.355h^-1,半饱合常数104.27mg/L,抑制常数为322.83mg/L,R²=0.997.菌株L5-1为目前已报道的Bacillus菌属中降解苯酚能力较强的菌株,为实际处理含酚废水中提供理论参考.     

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.     

一株耐盐苯酚降解菌的分离、鉴定及耐盐机制研究

从污泥样品中分离得到1株高效的耐盐苯酚降解菌,该菌株能够在温度20～30 ℃、pH5.0～9.0和盐度1％ ～ 10％范围内以苯酚为唯一碳源进行生长.通过形态、生理生化特性分析及16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为Rhodococcus sp.,命名为W2.在温度30℃、pH =7.0、NaCl50g·L-1的条件下,菌株可耐受苯酚的最大浓度为700 mg·L-1.粗酶中检测到的邻苯二酚l,2-双加氧酶活性表明,菌株W2通过邻位开环断裂途径代谢苯酚.底物广谱性考察结果表明,菌株W2能够在高盐条件下利用苯甲酸、水杨酸等多种芳香化合物作为碳源生长.对耐盐机理进行的初步分析表明,细胞内甜菜碱和四氢嘧啶的含量随着盐浓度的增加而增大,说明四氢嘧啶和甜菜碱的积累是菌株W2抵抗高盐度的重要机制.     

热带假丝酵母8953菌株对苯酚的降解特性研究

实验室分离的一株热带假丝酵母(编号为8953)具有较强的苯酚降解能力,并可以利用苯酚、间苯二酚、联苯胺等芳烃为唯一碳源和能源生长。该菌株在48h内可完全降解约14.88mmol/L苯酚,完全降解10.63mmol/L苯酚只需要24h,其降解苯酚浓度最高可达19.13mmol/L。在pH4～9,温度20℃～40℃范围内,苯酚浓度为10.0mmol/L条件下该菌株均保持100%的降解率。该菌株降解苯酚的最适pH范围为6.0～8.0,最适温度范围为28℃～30℃,最佳接种量为1%～3%,外源添加氮源能促进酵母生长和苯酚的降解。     

皮氏罗尔斯通氏菌DX-T3-01苯酚降解特性及动力学

筛选自德兴铜矿对重金属Cd2+有较强抗性的皮氏罗尔斯通菌DX-T3-01菌株,经驯化发现其对苯酚也有较强的降解能力。通过正交实验确定了该菌株苯酚降解最佳条件为:30℃、pH 7.0、转速150 r/min、接种量1%(V/V),并探讨了外加碳源和重金属对苯酚降解的影响。在最佳苯酚降解条件下,初始苯酚浓度为500 mg/L的苯酚经56 h后可降解至检测限,最高可降解苯酚浓度为800 mg/L。当初始苯酚浓度300～600 mg/L时,菌株降解苯酚的动力学过程符合Monod零级反应模型。     

一株耐盐高效苯酚降解菌的筛选、鉴定、响应面法优化与降酚动力学研究

从海利(常德)有限公司污水处理池水样中分离得到1株耐盐高效苯酚降解菌,该菌可在盐度1%~8%、p H4.0~10.0、温度15~40℃条件下以苯酚为唯一碳源生长,命名为zht I.通过形态特征、生理生化反应、16S r DNA鉴定和BLAST序列比对构建系统发育树,确定菌株zht I为一株不动杆菌Acinetobacter guillouiae;利用Plackett-Burman实验确定葡萄糖浓度、苯酚浓度、p H值为影响菌株zht I降解苯酚的主要因素;采用中心组合实验设计,结合Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定菌株zht I在苯酚浓度801.6 mg·L~(-1)、葡萄糖浓度5.56%、p H值7.3、接种量6%、温度30℃、盐度3%条件下培养72 h,菌株zht I对苯酚的降解率达到93.23%.经降解动力学研究发现菌株zht I对苯酚的最大耐受浓度为1700 mg·L~(-1),菌株zht I降解苯酚的动力学模型符合典型的底物抑制模型,降酚动力学参数为:μmax=2.142 h~(-1),KS=126.952 mg·L~(-1),Ki=476.191 mg·L~(-1).     

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.     

苯酚对厌氧氨氧化工艺耦合反硝化的启动及脱氮性能的影响

研究了ANAMMOX耦合异养反硝化反应器的启动过程,考察了苯酚浓度对耦合反应器脱氮性能的影响.接种2L(占反应器有效容积的20%)挥发性悬浮固体(MLVSS)为6000mg/L的ANAMMOX颗粒污泥,在pH7.8、温度为25℃、HRT为1.5h的条件下经过86d的培养,ANAMMOX耦合异养反硝化启动成功.实验结果表明,在稳定运行阶段,NH4+-N、NO2--N和TN平均去除率分别为85.4%、86.1%和79.9%,TN平均容积负荷和TN平均去除负荷分别为2.63,2.10kg/(m3·d);ANAMMOX颗粒污泥外面包裹着苯酚反硝化菌;系统内异养反硝化与ANAMMOX存在协同和竞争关系.当苯酚浓度≥0.3mmol/L时,ANAMMOX菌的活性受到很大抑制,苯酚浓度的升高加剧了苯酚反硝化菌与ANAMMOX菌之间的竞争;从脱氮效果及系统稳定两方面综合考虑,当苯酚浓度为0.2mmol/L时,耦合效果最好,消耗的NH4+-N、NO2--N与生成的NO3--N之比为1:1.52:0.11.     

转聚磷激酶大肠杆菌诱导表达条件及磷浓度对其除磷能力的影响

在优化转聚磷激酶基因的大肠杆菌（BL-PPK）诱导表达条件基础上探讨了外界磷浓度对其除磷能力的影响,发现37℃细胞对数生长早期添加1．5mmol／LIPTG时聚磷激酶的表达活性和细胞除磷效率最高,同时BL—PPK对高达35mg／L的磷酸盐在6．5h内的去除效果达到99％以上,并以聚磷的形式积累在细胞内。     

苯酚微生物降解的正交实验研究

利用以苯酚为碳源的驯化液,对某焦化厂曝气池活性污泥进行驯化,经过分离、筛选,挑选出4株高效的苯酚降解菌,编号为h32a2、b31B、h31A和b41a,并通过菌落形态特征、简单染色及生理生化反应初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.),依据正交实验确定了优势菌群降解苯酚的最佳条件为温度32℃,pH值7.5,菌培养时间16 h,接种量1%。     

焦化废水中降解酚优势菌漆酶活性研究

本实验选取哈依煤气反应器内的活性污泥沉降物作为菌源,以邻甲基酚做为唯一碳源,分离纯化得菌株Enterobacter sp.j11,测定酚浓度、温度、pH值及同酚浓度下的时间变化对于菌株产漆酶活性的影响。结果表明：温度35℃～40℃、pH6.5～7.5、酚800 mg/L条件下菌株生长状态佳,酶活性高;酚浓度一定800 mg/L时,测定了24 h内漆酶随时间的变化,得知菌株8 h后即适应高酚条件。说明该菌株适应能力强、产漆酶稳定。     

Degradation of phenol in an upflow anaerobic sludge blanket(UASB) reactor at ambient temperatureKE

A synthetic wastewater containing phenol as sole substrate was treated in a 2.8 L upflow anaerobic sludge blanket(UASB) reactor at ambient temperature. The operation conditions and phenol removal efficiency were discussed, microbial population in the UASB sludge was identified based on DNA cloning, and pathway of anaerobic phenol degradation was proposed. Phenol in wastewater was degraded in an UASB reactor at loading rate up to 18 gCOD/(L·d), With a 1:1 recycle ratio, at 26(1℃, pH 7.0-7.5. An UASB reactor was able to remove 99% of phenol up to 1226 mg/L in wastewater with 24 h of hydraulic retention time(HRT). For HRT below 24 h, phenol degradation efficiency decreased with HRT, from 95.4% at 16 h to 93.8% at 12 h. It further deteriorated to 88.5% when HRT reached 8 h. When the concentration of influent phenol of the reactor was 1260 mg/L(corresponding COD 3000 mg/L), with the HRT decreasing(from 40 h to 4 h, corresponding COD loading increasing), the biomass yields tended to increase from 0.265 to 3.08 g/(L·d). While at 12 h of HRT, the biomass yield was lower. When HRT was 12 h, the methane yield was 0.308 L/(gCOD removed), which was the highest. Throughout the study, phenol was the sole organic substrate. The effluent contained only residual phenol without any detectable intermediates, such as benzoate, 4-hydrobenzoate or volatile fatty acids(VFAs). Based on DNA cloning analysis, the sludge was composed of five groups of microorganisms. Desulfotomaculum and Clostridium were likely responsible for the conversion of phenol to benzoate, which was further degraded by Syntrophus to acetate and H2/CO2. Methanogens lastly converted acetate and H2/CO2 to methane. The role of epsilon-Proteobacteria was, however, unsure.