基于响应面法优化一株低温耐盐芘降解菌共代谢条件的研究

为了提高低温耐盐芘降解菌DYC-1的共代谢降解率,在已获悉菌株降解最优pH值、初始浓度、摇床转速和接菌量的情况下,利用Plackett-Burman实验设计筛选出影响菌株DYC-1降解PAHs芘的3个外加碳源显著影响因子为葡萄糖、水杨酸和菲,用最陡爬坡实验逼近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,确定其最优共代谢条件为:葡萄糖225.83mg/L,水杨酸112.10mg/L,菲198.06mg/L;在此条件下培养10d,芘降解率可达到50.69%,相对于不加共代谢底物时提升了23.14%.表明响应面法对菌株共代谢条件的优化合理可行.     

石油污染土壤中芘高效降解菌群的筛选及降解特性研究

从长期受石油污染土壤中驯化筛选到能以芘为惟一碳源生长的混合菌群GP3,其主要由假单胞菌株GP3A（Pseudomonos sp．）和菌株GP3B（Pandoraea pnomenusa）组成。采用摇瓶振荡培养方法,研究了不同环境条件对混合菌GP3降解芘效能的影响。结果表明,在30℃,150r/min振荡培养下,混合菌GP3对15mg/L芘的7d降解率为90．6％。混合菌GP3降解芘的最适宜温度为35℃,最佳pH值为6．2。加入低浓度葡萄糖（100mg/L）或菲（10mg/L）作为共代谢底物,均可提高GP3对芘的降解率。混合菌对芘的降解速率（PDR）与芘的初始浓度呈正相关。研究重金属离子胁迫下GP3对芘的降解时发现。10mg/L Zn^2＋的存在对芘降解效能影响较小,Cu^2＋对芘的降解有抑制作用,Cd^2＋对混合菌GP3有很强的毒性。     

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.     

红球菌PB-1对高浓度苯酚及苯系物的降解研究

苯酚及一些苯系物是有机合成工业废水中常见的污染物,也是生物处理的难点。从某焦化厂污泥中分离得到一株苯酚高效降解菌,根据生理生化试验和16S rDNA测序,鉴定为红球菌,命名为PB-1,对其降解苯酚的条件进行优化以及该菌株降解底物广谱性进行研究。结果表明:该菌株降解苯酚的最适温度为30～35℃,最适pH值为9.0;当菌体浓度OD_(600)为0.3时,24 h可完全降解1 000 mg/L的苯酚;该菌株可耐受2 000 mg/L浓度的苯酚,对苯酚72 h的降解率为35.76%;此外,该菌株可适应300 mg/L浓度的喹啉,对1 500 mg/L苯胺72 h的降解率达到68.06%;该菌株对苯酚和苯胺的降解均通过邻苯二酚1,2-双加氧酶催化的邻位途径,底物降解彻底,环境友好。红球菌PB-1可降解高浓度苯酚、苯胺,且耐受难降解喹啉类杂环芳香物质,在成分复杂的工业废水处理中具有十分广阔的应用前景。     

一株阴沟肠杆菌对BTEX的降解特性研究

从污水处理厂废水中分离筛选出一株以BTEX为唯一碳源的阴沟肠杆菌,命名为btex-4,菌种鉴定为Enterobactergergoviaes train:NBRC 105706。btex-4菌在温度为30℃,底物浓度为100 mg/L,p H=7.0,150 r/min条件下对BTEX的降解率依次为90.04%、90.13%、92.68%、95.83%。菌株在p H=6~8的范围内,可以正常生长并在72 h内将底物全部降解。同时btex-4可以降解25~200 mg/L的BTEX,当底物浓度低于25 mg/L时,菌株生长缓慢,当底物浓度高于100 mg/L时,会对乙苯的降解产生抑制,乙苯的降解速率降低。另外,该菌株可以适应10~30℃的温度变化,且随着温度的升高,降解率和降解速率随之升高。     

低温条件下硝基苯降解菌的分离及降解特性

低温条件下,从东北制药总厂的曝气池与氯霉素生产废水集水池污泥中分离、筛选得到6株以硝基苯为唯一碳源的降解菌,对6株菌进行降解能力研究得知,菌株cc-2为低温高效硝基苯降解菌。经形态特征和生理生化特征分析,初步鉴定属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.)。菌株cc-2降解性能研究结果表明:菌株最佳条件为生长温度15℃、培养基pH值为7、摇床转速为140 r/min。最佳降解条件下,当硝基苯初始浓度为200 mg/L时菌株48h降解率达66.84%。外加葡萄糖和乙酸钠促进了菌株cc-2对硝基苯的生物降解,降解率分别为80.44%和78.57%,该菌株的生长降解性能研究为低温环境中硝基苯的修复提供了技术支撑。     

低温硝基苯降解菌的筛选及降解特性研究

从被硝基苯污染的某河流底泥中分离到能在低温下生长并能以硝基苯为唯一碳源的7株细菌,其中菌株NB1在温度从2.5～35 ℃范围内时都可以生长并矿化20 mg/L的硝基苯,最适宜的生长温度为25 ℃左右;当培养温度为5 ℃时,该菌株在pH为6～9范围内可以快速降解20 mg/L硝基苯,偏碱性的条件比酸性条件更适合其生长;不超过100 mg/L的硝基苯可以被该细菌完全降解.通过生理生化反应特性、菌体形态以及16S rDNA序列测定结果,确定NB1为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).不同温度条件,特别是低温下该菌株对硝基苯的快速降解特性为低温环境硝基苯污染的生物修复提供了可能.     

高活性高耐受甲醛降解菌株的分离鉴定及降解条件研究

以甲醛为唯一碳源,从土壤中分离得到1株甲醛降解菌,经形态学观察、生理生化特性研究和16SrDNA鉴定,该菌株属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).通过单因素试验和正交试验考察培养基及培养条件对菌株降解甲醛的影响,得出该菌株降解甲醛的最适条件为:蛋白胨1.2g/L,KH2PO4 4g/L,K2HPO4 3g/L,MgSO4·7H2O 0.2g/L,微量元素母液0.1mL/L,温度30℃,pH值8.在最适降解条件下,分别对不同初始浓度甲醛进行降解试验,结果表明该菌株对甲醛的耐受浓度可达6g/L,54h可将其降解86%,46h可将5g/L甲醛全部降解,35h可全部降解4g/L甲醛.     

偏肿拟栓菌共代谢降解芘条件的优化

为提高中国东北土著白腐真菌偏肿拟栓菌(Pseudotrametes gibbosa)对高分子量多环芳烃芘的共代谢降解效果,通过正交试验研究了共代谢基质、接种量、装液量及2,2￠-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)的最佳配比,同时采用浓度梯度法考察芘的初始浓度对偏肿拟栓菌共代谢降解芘的影响.结果表明,偏肿拟栓菌Pseudotrametes gibbosa共代谢降解芘的最佳培养基为:麸皮浓度为20g/L,接种量为3片直径为10mm的菌片,装液量为50mL,不加ABTS,在该培养条件下,酶活可达53.41U/mL,对芘的降解率达到88.8%.初始浓度小于10mg/L的芘对菌体产酶有一定的促进作用,大于10mg/L时抑制漆酶的分泌,同时菌体对初始浓度小于90mg/L芘的降解率在22.24%~93.54%之间.     

降解芘的分枝杆菌M11的分离鉴定和降解特性

从多环芳烃污染的土壤中分离到1株能高效降解四环芳烃芘的放线菌M11,经形态观察、生理生化和16S rDNA鉴定,属于分枝杆菌属(Mycobacterium sp.).菌株M11能以菲、蒽、荧蒽和芘为唯一碳源生长,在含芘50、100和200 mg/L的无机盐液体培养基中培养16 d降解率分别达到76.9%、91.8%和79.23%.菌株M11对芘的降解具有较广泛的pH范围,在芘浓度100 mg/L,pH为5～9的液体条件下,均可生长.根据已报道的芘降解菌的双加氧酶同源序列设计引物,PCR扩增出编码双加氧酶大亚基和小亚基的基因片段,序列分析表明与已知降解芘的分枝杆菌的双加氧酶基因具有高度同源性.     

亚硝酸盐降解菌的分离鉴定及其降解特性

从活性污泥中分离得到一株能以亚硝酸盐为唯一氮源生长的异养硝化细菌53,根据其形态、生理生化特性以及16S rRNA基因序列相似性分析结果,将其初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。研究了亚硝酸盐的初始浓度、pH、温度、接种量4个影响因素对菌株53降解亚硝酸盐效果的影响,确定了最适降解条件。结果表明,该菌株在亚硝酸盐浓度10 mg/L、培养温度30℃、pH为8.0、接种量5%条件下,接种24 h后对亚硝酸盐的降解率达到94.8%以上。在亚硝酸盐质量浓度为5mg/L的10L污染水体模拟实验中,按1%的接种量接入53发酵菌液(A600nm≈0.4),在30℃的水温条件下经4 d,53菌株对亚硝酸的降解率可达96.52%,处理后水体中亚硝酸盐的含量能达到养殖水体标准。表明该菌株对污染水体中的亚硝酸盐具有较强的降解效果。     

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.     

喹啉降解菌Rhodococcus sp.的降解特性与生物强化作用

以喹啉为唯一碳氮源从某焦化废水处理厂活性污泥中筛选出一株喹啉降解菌菌株红球菌(Rhodococcus sp.)KDQ2,其在24h内能将400mg/L喹啉降解96%,降解的最适条件为37℃和pH6~9,降解动力学符合Haldane方程.KDQ2能利用吡啶,但不能利用苯酚;在喹啉、吡啶和苯酚共存条件下,150mg/L吡啶和400mg/L苯酚不影响150mg/L喹啉在1d时的降解效率.KDQ2能适应含有高浓度苯酚、吡啶和喹啉等污染物的焦化废水环境条件,可以与活性污泥中的微生物共存,提高实际焦化废水中喹啉和TOC的去除能力.     

嘧菌酯降解菌的分离及降解动力学分析

由于嘧菌酯的广泛使用和残留对环境中非靶标生物有氧化胁迫作用,所以其危害越来越引起人们的关注。该文驯化筛选出一株高效降解嘧菌酯的菌株,并探讨了其修复嘧菌酯污染的最适条件。利用嘧菌酯为唯一碳源筛选能有效降解嘧菌酯的菌株G7,对菌株进行形态生理生化特征试验及16S r RNA基因同源性分析确定该菌株的系统发育学地位。通过响应面分析法和正交试验确定菌株G7外界和液体降解最优条件。经过优化培养基和外界培养条件后得到48 h后在K2HPO42 810 mg/L,KH_2PO_4781 mg/L,NH_4NO_31 000 mg/L,(NH_4)_2SO_4821.39 mg/L,Na Cl 825.16 mg/L,Mg SO_4·7H_2O 1 000 mg/L,嘧菌酯168.86 mg/L,p H为7.25,温度37℃,摇床转速为175 r/min的条件下降解率最高为84.17%,并确定了G7菌株为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),通过降解动力学建立了降解过程的数学模型。     

一株高效十四烷降解菌的筛选及降解条件优化

采集某炼油厂废水处理车间的回流污泥,以十四烷作为唯一碳源筛选分离到一株高效十四烷降解菌。经形态学观察和生理生化特征研究,鉴定为布兰汉氏球菌(Branhamella sp.)。对其降解十四烷的条件进行了优化,实验结果表明,最适降解条件为接种量0.5%,温度35℃,初始pH=7,碳氮摩尔比为0.4:1,在最佳条件下,当十四烷的初始浓度约为50mg/L时,在12h内降解率高达98%以上。     

一株蒽降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

从石油污染土壤中筛选出一株蒽的高效降解菌株JUST-1,JUST-1可在以蒽为唯一碳源的培养基中生长,能利用蒽的最高浓度为70mg/L左右。经形态学观察并进行ITS序列分析,初步判断菌株JUST-1属于尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)或该菌的一个株系。JUST-1的菌丝呈白色或粉红色,并存在三类孢子,分别为小型分生孢子(microconidia)、大型分生孢子(macroconidia)和厚垣孢子(chlamydospores),但大孢子分隔数较少,隔膜1～2个。JUST-1菌株为好氧菌。投菌量、初始蒽浓度、pH和H_2O_2浓度是影响蒽降解效率的因素。JUST-1菌株对蒽的最适宜降解条件为:蒽浓度40mg/L,投菌量10%～20%,pH7.0～8.0。在此条件下,摇床培养5d后,葸去除率可达70%以上。     

苯酚降解菌的分离及降解特性研究

从扬子乙烯集团废水处理系统曝气池中的活性污泥驯化分离得到一株能快速降解苯酚的菌株,初步鉴定其为假单胞菌属菌株。该菌株在5℃-35℃范围内时都可以有效降解并矿化200mg／L的苯酚,最适宜的生长温度为25℃左右;菌株在pH为5～9范围内可以降解200mg／L的苯酚,偏碱性的条件下比酸性条件更适合细菌生长;培养过程中振荡速率大于120r／m时降解速率最大。当苯酚的初始浓度超过1000mg／L时,降解菌的生长受到抑制,不能有效降解苯酚。     

一株硝基苯高效降解菌的筛选及其降解特性

自南京化工厂下水道底泥和废水处理系统曝气池活性污泥中驯化分离得到一株能快速降解硝基苯的菌株,初步鉴定其为不动杆菌属菌株。该菌株降解硝基苯的最适宜环境条件为温度25℃～35℃,pH7～8,振荡速率大于120r/m。在适宜环境条件下,该菌株能够在24h内全部降解初始浓度不超过400mg/L的硝基苯,该浓度范围内硝基苯的降解过程符合零级动力学特征;当硝基苯的初始浓度超过400mg/L时,降解菌的生长受到毒害作用,该浓度范围内硝基苯的降解在开始有一个明显的停滞期,降解过程不再符合零级或一级动力学特征。     

氯嘧磺隆降解菌的筛选及对污染土壤的生物修复

采用富集培养方法从江苏某激素研究所污水处理池排污口污泥中分离得到1株氯嘧磺隆降解菌,经菌株形态学特征和26S rDNA序列分析,鉴定为胶红酵母菌（Rhodotorula mucilaginosa ）.经降解条件优化,菌株对含100mg/L氯嘧磺隆的无机盐培养基中氯嘧磺隆的最佳降解条件为：接种量2.5%,培养温度28℃,pH 6.0,培养5d后降解率为87.33%;在氯嘧磺隆初始浓度为10mg/kg（干土）的模拟污染土壤中,菌株最佳降解条件为：接种量2.5%,温度25℃,pH 6.0,土壤含水量30%,静息培养30d后降解率为90.74%.土壤修复实验结果表明,施加胶红酵母菌后减轻了氯嘧磺隆对小麦幼苗的药害,在氯嘧磺隆浓度为10mg/kg的土壤中投加降解菌后,小麦的出苗率、株高、根长及鲜重均明显高于未投加降解菌的对照组（P < 0.05）.     

甲醛降解功能菌的分离鉴定及降解特性

在小型实验填料塔内长满生物膜的陶粒上,以甲醛为唯一碳源和能源,分离纯化出具有降解甲醛能力的菌株,为后期研究生物降解甲醛的机理提供菌种来源。文章采用环境微生物研究方法,生理生化实验及16S rDNA序列分析进行菌种鉴定和分类;通过单因素(pH、接种量、甲醛浓度)实验,研究各因素对菌株降解甲醛的影响并以筛选出的菌株进行挂膜,建立新的填料塔系统。实验从填料塔内筛选出了两株甲醛降解菌,并分别命名为P_1、Q_1;经序列鉴定再结合菌落形态特征及生理生化实验,菌株P_1属于假单胞菌属(Pseudomonas),Q_1属于甲基营养菌属(Methylobacterium)。在含甲醛浓度300 mg/L的培养基中,相同培养条件下,菌株P_1在44 h内的甲醛降解率为92.8%,而菌株Q_1在28 h内的甲醛降解率为97.9%;当甲醛初始浓度700 mg/L时,菌株P_1、Q_1均能够完全降解溶液中的甲醛且菌株Q_1对较高浓度的甲醛耐受性好。两种混合的甲醛降解功能菌对甲醛气体净化效率可达99%以上,甲醛生化去除量于21 d后保持在16 mg/(L·h),表明填料塔的甲醛降解功能菌群挂膜成功,且填料塔对甲醛废气具有良好的净化效果。