2,2'',4,4''-四溴联苯醚的好氧微生物降解

从北京高碑店污水处理厂活性污泥中筛选出1株能好氧降解2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的细菌,并对其降解特性及有关蛋白质进行分析,目的是了解好氧条件下BDE-47的微生物降解机制.BDE-47降解菌通过平板划线法获得,其16S rDNA与不动杆菌(Acintobacter sp.)的相似度最大,为90%.采用250 mL锥形瓶研究了所得菌对BDE-47的降解情况,在BDE-47初试浓度为146μg.L-1的条件下,经过63 d的培养,所得菌降解了45.44%的BDE-47,降解产物主要为4-OH-联苯醚,菌量增加了7倍左右.分别以BDE-47和酵母提取物为碳源培养所得菌2周,然后各自提取蛋白质,通过蛋白质双向电泳及质谱检测,发现了与BDE-47降解有关的一些特异蛋白质.本研究表明,在好氧条件下,细菌可以BDE-47为碳源生长,其过程涉及多种蛋白质的作用.     

2,2'',4,4''-四溴联苯醚高效好氧降解菌的鉴定及其降解路径

2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)是环境和生物体中普遍检出且生物毒性较大的一种多溴联苯醚同系物.本研究从广东省贵屿镇电子垃圾拆解厂周边采集的农田土壤中分离出一株BDE-47的高效好氧降解菌GYP1,考察了其对BDE-47的降解性能、降解路径及不同的环境因素对菌株降解BDE-47的影响.根据菌株形态特征、16S r DNA基因序列及系统发育树分析,将该菌鉴定为伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia).结果表明,菌株GYP1在好氧条件下能够利用BDE-47为唯一碳源生长,在BDE-47初始质量浓度为1 mg·L~(-1)、温度为30℃、摇床转速为150r·min~(-1)的条件下避光培养4 d,该菌株对BDE-47的降解率可达到82.4%.菌株GYP1在15~35℃和p H=4.0~7.0的环境条件范围内对BDE-47均能保持良好的降解性能,但外加蔗糖、酵母粉、联苯醚等碳源会明显抑制其对BDE-47的降解.在菌株GYP1对BDE-47的降解过程中检测到6-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、4'-OH-BDE-17、2'-OH-BDE-3这4种羟基多溴联苯醚及2,4-二溴苯酚,证明菌株GYP1对BDE-47的好氧降解机理主要是羟基化过程.     

厌氧条件下 2,2'',4,4''-四溴联苯醚的微生物降解

多溴联苯醚是环境中的新兴污染物,其中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)在环境(尤其是水环境)中普遍存在且生物毒性很高.以BDE-47为对象,研究了6组含脱卤球菌的培养液对BDE-47的降解,目的是了解厌氧条件下BDE-47的微生物降解及其动力学.采用100 mL血清瓶作为厌氧反应器,对厌氧微生物进行培养.对每组菌作两种处理,一是仅加入BDE-47作为能源(设计终浓度为200μg.L-1),另一是同时加入BDE-47和三氯乙烯(TCE)作为能源(设计终浓度分别为200μg.L-1和13mg.L-1).经过3个月的实验,两组含脱卤球菌的培养液(6M6B和T2)均能明显降解BDE-47,生成BDE-17、BDE-4及少量的DE,TCE的存在一定程度上减弱了6M6B和T2菌对BDE-47的降解.采用PCR-DGGE法对不同培养菌液的群落结构进行比较,发现醋酸杆菌属与BDE-47的降解关联较大.在3种不同初始浓度(50、250和500μg.L-1)条件下,BDE-47的降解速率分别为0.003 3、0.001 4和0.001 0 d-1.本研究表明,厌氧条件下BDE-47在细菌的作用下可发生还原降解,生成BDE-17和BDE-4.醋酸杆菌属可能在BDE-47的降解中起较大作用.高浓度的BDE-47在一定程度上会抑制降解菌的活性.     

外加碳源对菌株GH10降解BDE-209的影响

通过研究6种外加碳源对菌株GH10降解BDE-209产生的影响,证明葡萄糖是菌GH10降解BDE-209的最佳外加碳源,降解培养基中葡萄糖的最适浓度为2 mg/L。经过5 d的降解培养,在第3天时培养基中BDE-209的残余浓度最低,其浓度从10 mg/L降为1.24 mg/L;与不添加葡萄糖的试验相比,BDE-209的降解率从42.24%提高到87.61%;菌株GH10对BDE-209的降解符合一级反应动力学,降解动力学方程为C=12.064e-0.670 t,半衰期为1.03 d,说明添加葡萄糖能够有效促进菌GH10降解BDE-209。     

纳米Pd/Fe催化甲醇/水中2,2'',4,4''-四溴联苯醚(BDE-47)还原脱溴

构建了纳米Pd/Fe催化还原甲醇/水中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)反应体系,常压下采用单因素实验系统考察了纳米Pd/Fe催化还原甲醇/水中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的主要影响因素,并分析了BDE-47还原反应的中间产物及终产物.结果表明,纳米Pd/Fe的反应活性随Pd负载率的提高而先升后降;甲醇-水体积比高于50∶50后,BDE-47去除率随甲醇-水体积比升高而降低;在25～40℃内,BDE-47去除率随反应温度的升高而升高,随BDE-47初始浓度的增加而降低,增加纳米Pd/Fe量可提高反应速率;酸性及弱碱性条件有利于BDE-47还原.BDE-47还原主要为脱溴反应,是一个从n溴到(n-1)溴联苯醚的逐步脱溴过程,反应进行90min后,BDE-47分子中溴原子完全被脱除,反应终产物为二苯醚.     

十溴联苯醚对大型蚤和发光菌的毒性研究

利用发光菌和大型蚤2种不同层级的水生生物研究十溴联苯醚(BDE-209)对其的毒性,为多溴联苯醚的生态风险控制提供基础数据和技术参数。大型蚤毒性试验结果表明:BDE-209在24 h和48 h内不足以引起大型蚤死亡,48-EC50>10 mg/L,属于低毒;BDE-209暴露浓度为1 mg/L时,对大型蚤的生长和繁殖没有显著影响。但BDE-209暴露浓度≥10 mg/L时对大型蚤的生存和繁殖会产生较大影响,这是由于BDE-209在慢性试验过程中降解成了多种毒性更强的低溴联苯醚。发光菌急性毒性试验表明,BDE-209对发光菌的剂量-效应曲线为非线性,且急性毒性较小,浓度越高,抑制率越高,高浓度下对发光菌的抑制率变化很小。     

白腐菌锰过氧化物酶对2,2’,4,4’-四溴联苯醚的降解

多溴联苯醚(PBDEs)是一类在环境中普遍存在的全球性有机污染物,对这类污染物环境行为的研究虽然已有较多报道,但是微生物降解方面尤其是针对单一胞外酶降解的研究还比较少。文章以白腐菌模式菌种Phanerochaete chrysosporium为对象,研究其分泌的胞外酶锰过氧化物酶(MnP)对环境中最常检测到的2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE47)的好氧降解,考察不同β-环糊精浓度对该酶降解BDE47的影响,并初步探讨了胞内细胞色素P450的作用。结果表明,MnP能有效降解BDE47,在培养15 d后,扣除空白损失,降解率达到70%左右。低浓度和高浓度的环糊精对MnP降解BDE47无显著性影响。胞内细胞色素P450对BDE47的降解没有明显贡献。     

对苯二甲酸的微生物降解

从处理对苯二甲酸(PTA)生产废水的上流式厌氧生物滤床(UASB)底部活性污泥中分离到一株降解活性较高的细菌T_6.当PTA为唯一碳源时,降解率可达98％,菌体接种量的大小对降解速度有一定影响.该菌可以分别在好氧和厌氧条件下降解PTA.试验表明,降解PTA的酶为胞内酶,经鉴定,T_6菌为假单胞菌(Pseudomonas sp.).其某些特性与已知种有差异,尚待进一步确定.     

大气环境变化对污染土壤中PBDEs自然降解过程的影响研究

以模拟电子垃圾拆解区污染土壤中的多溴联苯醚(PBDEs)为研究对象,采用室内模拟的方法,考察了臭氧浓度的上升及光照条件、温度和土壤pH值等环境因素对土壤中PBDEs自然降解过程的影响.研究结果表明:臭氧浓度的升高能明显促进PBDEs的自然降解,且臭氧浓度越高BDE-209的降解率越高,随着土壤深度增加,BDE-209去除率则相应降低,10 mg·L-1的臭氧在2 h内对深层土壤中BDE-209的去除率可达99%.光照强度为1.0 m W·cm-2的持续紫外光照条件下,土壤中BDE-209的降解现象较为明显,且光降解速率随光强的增强而增大.40℃的夏季地面高温及pH=9.0的弱碱性土壤均有利于PBDEs的自然降解.此外,PBDEs的降解过程是逐步脱溴的过程.PBDEs的降解过程既包括了BDE-209的降解,也包括了中间产物(BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-100、BDE-153、BDE-154和BDE-183)的降解.当BDE-209去除率达到一定程度且中间产物逐渐积累达一定量时,中间产物的降解反应逐渐成为主导反应,导致PBDEs总量逐渐降低.     

1株扑热息痛降解新菌株的选育及其代谢特性研究

通过选择性富集培养,从活性污泥样品中选育到1株能以扑热息痛为唯一碳源生长的好氧细菌F1.根据菌株F1的形态特征、生理生化特性、16S rRNA基因序列分析及和Biolog测试,初步鉴定为亲铜(Cupriavidus necator)菌属.菌株F1降解扑热息痛最适pH值和温度分别为7.0和30℃;菌株降解扑热息痛的过程遵...     

铜绿假单胞菌胞内酶粗提液对十溴联苯醚的降解

探讨了铜绿假单胞菌粗酶液对十溴联苯醚(BDE-209)的降解特性,结果表明,该菌株胞内酶在12 h内对1 mg.L-1的BDE-209降解率达到了69.22%,温度、pH值、酶蛋白浓度及底物BDE-209浓度均会影响胞内酶粗提液对BDE-209的降解效率.当BDE-209浓度为1 mg.L-1时,BDE-209适宜的酶促降解条件为:温度30℃,反应pH值7.5,且降解率随着酶浓度的增加而增大.胞内酶对BDE-209的降解过程符合一级动力学反应模型,底物浓度为1 mg.L-1时降解速率最快,半衰期为6.9 h.胞内酶降解BDE-209符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数为rmax=0.133 mg.(L.h)-1,Km=0.642mg.L-1,Ki=1.558 mg.L-1.     

碱性及含硫化合物对十溴联苯醚热降解的影响

将十溴联苯醚（BDE-209）于400~600℃的温度范围内进行热降解,利用GC、GC/MS对产物种类及含量变化进行分析,讨论了温度、时间、碱性化合物和含硫化合物对BDE-209降解以及对溴代二噁英生成的影响.结果表明.温度和时间均是BDE-209热降解和生成溴代二噁英的重要影响因素;热降解40min时,450℃条件下溴代二噁英生成量最多;产物种类证实碱性化合物通过与BDE-209脱溴形成的HBr反应促进降解,且可抑制二噁英的生成;含硫化合物的添加同样促进BDE-209降解,抑制二噁英的形成,其详细的抑制机理有待进一步确定,BDE-209的降解反应有两种情况,即苯环上的脱溴反应和醚键的断裂反应.     

一株辛基酚聚氧乙烯醚降解菌的筛选、鉴定及其降解

采用TX-100为唯一碳源的无机盐培养基进行筛选,经过富集、分离和纯化获得了一株能够耐高浓度TX-100且降解性能较好的降解菌,命名为H1.对细菌H1进行形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA (GenBank Accession No.KC505179)序列相似性分析,初步鉴定为醋酸钙不动杆菌属(Acinetobacter calcoaceticus).通过对菌株H1降解TX-100的产物分析,初步推断TX-100的降解模式为末端氧化,先从EO末端氧化,醚键断裂,形成短链的化合物,同时释放出乙醛酸.质粒检测和消除试验表明,控制菌H1降解TX-100的基因位于质粒上.     

好氧微生物降解吲哚的影响因素研究

在好氧条件下,以吲哚作为唯一碳源和能源,从处理焦化废水的活性污泥中分离得到一株细菌,编号CX-YD-XH.研究了该菌在好氧条件下对吲哚的降解性能及环境因素对吲哚降解影响.结果表明,菌种CX-YD-XH对吲哚具有较高的降解性能,去除效率可达85％.弱碱条件有利于吲哚的降解;20～35℃范围内均可有效降解吲哚,但温度为35℃时降解较快;振荡速度对最终去除效率没有明显影响,但适当振荡速度(60 r/min)可有效提高降解速率;在适当的菌种浓度和底物浓度水平上,吲哚具有较高的降解效率.     

经口摄入土壤多溴联苯醚生物可给性变化及影响因素的体外消化模拟

误食土壤是污染物(如多溴联苯醚)人体(主要是儿童)暴露的重要途径,人体消化道内污染物吸收的生物可给性是针对此种暴露方式进行定量风险评估的有效途径之一.本研究采用体外消化实验模拟3种不同有机碳含量的天然土壤中典型多溴联苯醚(BDE-28、BDE-47、BDE-99和BDE-153)在胃和小肠消化液中的释放,验证部分消化释放的多溴联苯醚因消化残留固相表面的再吸附造成低估实际生物可给性,并通过不同水土比的拟合计算予以校正.结果表明,校正后的消化率普遍高于校正前;就不同土样而言,BDE-28、BDE-47、BDE-99和BDE-153在不同初始暴露浓度条件下平均提升比例范围分别为14.3%~42.3%、11.1%~32.1%、4.9%~12.3%和0.0%~7.7%.因此,未经校正的消化率会显著低估PBDEs消化道内的生物可给性,尤其是低溴代组分及PBDEs初始浓度较高或高TOC含量的土样.校正后BDE-28、BDE-47、BDE-99和BDE-153的消化率分别维持在21.9%~54.7%、18.8%~43.1%、13.4%~27.2%和9.3%~19.9%.此外,PBDEs的消化率与其辛醇-水分配系数的对数lg KOW呈显著负相关;而与土壤TOC含量及PBDEs初始暴露浓度的相关性并不显著,尤其是高溴代组分.     

BP-1生物降解群落结构解析及关键功能菌的降解效能评估

生物降解是有机污染物去除的重要途径,为探究环境中微生物对2,4-二羟基二苯甲酮（2,4-dihydroxybenzophenone,BP-1）的降解能力,本文以BP-1为唯一碳源,设置好氧和厌氧条件分别驯化富集功能菌群,通过高通量测序技术深度解析群落多样性及功能菌群,在此基础上筛选关键功能菌,并评估其降解效能.结果显示,好氧降解是BP-1降解的主要途径,BP-1在好氧处理系统中的降解速率是厌氧体系的2.74倍.好氧体系中微生物群落多样性显著高于厌氧体系,变形菌门（Proteobacteria,40.66%）是好氧体系中的优势菌门,红环菌目（Rhodocyclales,28.15%）、假单胞菌目（Pseudomonadales,3.11%）、鞘氨醇菌目（Sphingomonadales,2.22%）是变形菌门中占优势地位的菌目.采用选择性培养基从好氧驯化污泥中筛选获得4株BP-1降解菌,经鉴定分别为甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus） BP1.1、解淀粉酶芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens） BP1.2、红球菌（Rhodococcus sp.） BP1.3和鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.） BP1.4,其中甲基营养型芽孢杆菌BP1.1降解速率最快,在6 h内对BP-1的降解率高达99.9%,显著降低了BP-1引起的急性毒性和类雌激素效应,为高效去除废水中BP-1提供了微生物种质资源.     

成渝经济区河流表层沉积物中多溴联苯醚的分布特征

在成渝经济区内采集了19个表层沉积物样品,采用GC/MS方法对其中的PBDEs(Polybrominated Diphenyl Ethers,多溴联苯醚)进行了检测. 结果表明,沉积物中w(ΣPBDEs)(ΣPBDEs包括BDE-1,BDE-15,BDE-17,BDE-28,BDE-47,BDE-66,BDE-71,BDE-85,BDE-99,BDE-100,BDE-126,BDE-138,BDE-153,BDE-154,BDE-166,BDE-181,BDE-183和BDE-190)为0.20～6.45 ng/g,w(BDE-209)为0.44～6.29 ng/g. 与其他地区相比,成渝经济区内PBDEs的污染水平相对较低, 大部分样品中的PBDEs以BDE-209为主,说明成渝经济区河流沉积物中的PBDEs主要来自十溴联苯醚; 但PBDEs的组成特征显示,彭山岷江大桥沉积物中的PBDEs主要来自五溴联苯醚,而官渡沉积物中的PBDEs主要来自八溴联苯醚. 此外,一些以往工作较少关注的PBDEs单体,如BDE-1,BDE-15,BDE-181和BDE-190等,不但在沉积物中的检出率较高(均高于70%),而且有的含量也相对较高.      

Rhodococcus sp. Ns对硝基苯酚的好氧生物降解

通过驯化富集培养,从红树林底泥中分离出6株硝基苯酚降解菌,其中Rhodococcus sp.Ns为对硝基苯酚(PNP)与邻硝基苯酚(ONP)的高效降解菌.在好氧条件下该菌可以耐受小于1.8 mmol/L的PNP,能够利用PNP和ONP为唯一碳源、能源和氮源生长并将其完全矿化.研究了Rhodococcus sp. Ns在不同pH、盐度与浓度范围下,PNP的降解特性并探讨了该菌降解PNP的途径.实验得出该菌在盐度＜5‰、pH＞5的条件下能较快生长,1.5 mmol/L的PNP在96h内被完全降解,并检测到至少2种中间产物4-硝基儿茶酚(4-nitrocatechol)和1,2,4-苯三酚(1,2,4-benzenetriol).红树林底泥中固有的细菌对PNP和ONP具有高效降解作用.     

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.     

猪肝微粒体体外代谢2,2’,4,4’-四溴联苯醚

多溴联苯醚(PBDEs)是一类在环境中普遍存在的持久性有机污染物,研究PBDEs的体外代谢行为对理解其在体内的富集和转化具有重要意义。文章以猪肝微粒体作为研究对象,以体外代谢形式研究其对2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的代谢能力,优化了代谢条件,并研究了0.01、0.05、0.1、0.5、1、5、10 mg/L的BDE-47对细胞色素P450酶系中7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)、7-乙氧基异吩唑酮-O-脱乙基酶(EROD)和苯胺4-羟基化酶(ANH)活性的影响。结果表明,孵育0.1 mg/L的BDE-47时,猪肝微粒体对BDE-47的代谢率可达到28.6%。实验所设各浓度BDE-47均能够保护微粒体的ECOD活性,但较高浓度的BDE-47(0.5、1、5 mg/L)对微粒体的EROD活性有显著抑制作用,而各浓度BDE-47对ANH活性没有显著影响。