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.     

光合细菌黑暗好氧降解2-氯酚的特性研究

研究了光合细菌PSB-1D在黑暗好氧条件下处理2-氯苯酚时的降解规律和影响因素。考察了不同培养时间、碳源、氮源、初始pH值、PSB-1D接种量、摇床转速、不同初始2-氯苯酚浓度等因素对PSB-1D生长和2-氯苯酚处理效果的影响。结果表明:以葡萄糖、硫酸铵和酵母膏作为最佳碳氮营养源,初始pH值为7.0、接种量为10%、摇床转速为130r/min为最佳工艺条件,在此条件下PSB-1D处理2-氯苯酚降解率可达61.50%。黑暗好氧条件下光合细菌PSB-1D降解2-氯苯酚的规律符合一级降解动力学模型。随着初始2-氯苯酚的浓度逐渐由20mg/L提高到150mg/L,半衰期由39.36h延长为92.88h,也即2-氯苯酚浓度越高,降解所需的时间越长,降解速率常数Kb亦逐渐减小,由0.01754mg(/L·h)降到0.007458mg(/L·h)。     

一株苯酚降解菌的筛选及其降解性能研究

从本溪市某焦化厂的活性污泥中分离驯化得到一株高效苯酚降解菌C1,初步鉴定为假单胞菌。该菌能在以苯酚为唯一碳源的无机盐培养基中生长,且最高可耐受2 000 mg/L的苯酚。对该菌降解性能研究表明,该菌具有较强的苯酚降解能力,在苯酚浓度为400 mg/L、30℃、pH值7.0、摇床转速120 r/min、接种量5%的条件下,培养24 h后苯酚降解率可达99%以上。葡萄糖对该菌体的生长及苯酚降解能力均有一定的影响;低浓度(0.5 g/L)葡萄糖可以提高该菌对苯酚的降解速率。     

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。     

2,4,6-三氯苯酚降解菌的筛选及降解特性

为了研究氯酚类环境激素2,4,6-三氯苯酚的生物降解性,从活性污泥中分离筛选出一株能以2,4,6-三氯苯酚为唯一碳源生长的降解性菌株T10,通过16S rRNA测序鉴定其为一种芽孢杆菌(Bacillus sp.)。在实验室条件下探讨pH值、温度等环境因素对菌株T10降解性的影响,实验结果表明该菌株在pH为7.0,30⁴0℃范围内具有高降解活性,底物浓度为25 mg/L时,120 h的降解率均能达到90%以上,在30℃条件下的降解半衰期为1.26 d。初始底物浓度达到30 mg/L时,2,4,6-TCP的抑制作用开始起主导作用,影响菌株降解活性。     

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.     

光合细菌PSB-1D对2-氯苯酚的降解特性研究

从农药厂排污口下游底泥中分离筛选出1株可降解2-氯苯酚的光合细菌PSB-1D,经过菌落形态特征、细胞形态特征、生理生化特性实验和特征吸收光谱扫描分析后,初步鉴定该菌株为红假单胞菌(Rhodopseudomonas sp.).PSB-1D生长和2-氯苯酚降解关系实验结果表明,该菌能在含2-氯苯酚(50mg/L)的PSB液体培养基中降解2-氯苯酚,培养7d后降解率可达57.26%.进一步实验研究表明不同供氧光照组合、培养基初始pH值、温度、光照度等环境因素对PSB-1D生长和降解2-氯苯酚效果的影响较为显著.在初始pH值为7.0,培养温度为30℃,光照度为4000lx的条件下,将PSB-1D置于含2-氯苯酚质量浓度为50mg/L的PSB培养基中厌氧光照培养7d后,2-氯苯酚降解率可达到62.08%.在此基础上采用Andrews方程对PSB-1D降解2-氯苯酚的动力学过程进行拟合.结果表明PSB-1D降解2-氯苯酚符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其降解动力学参数为rmax=0.309d-1,Km=2.733mg/L,Ki=230.15mg/L.     

菲降解菌株GY2B的分离鉴定及其降解特性

对一株菲降解菌进行了鉴定并对其降解特性进行了研究.初步鉴定菌株GY2B为鞘氨醇单胞菌(Sphingomonassp.).菌株GY2B有较高的降解效率,当无机盐培养液中菲初始浓度为100mg/L时,48h内对菲降解率达到99.1%.添加100mg/L的葡萄糖和蛋白胨均可以促进菌株的生长和菲的降解,pH值为中性条件时对细胞的生长较为有利.GY2B菌株还能降解1-羟基-2-萘酸、2-萘酚、萘、水杨酸、邻苯二酚和苯酚等多种芳香化合物并利用其为碳源和能源生长繁殖.GY2B菌株对菲的降解可能通过水杨酸途径.     

Rhodococcus sp. T3-1菌株降解乙草胺的特性

以乙草胺为唯一碳源,通过摇瓶培养研究了Rhodococcus sp.T3-1对乙草胺的降解特性.结果表明,菌株T3-1降解乙草胺的最适温度为37℃,且其在pH值6~10的范围内对100mg/L乙草胺的降解率均在96%~97%之间.该菌株在接种量为5%条件下,14h内可将200mg/L的乙草胺降解95.5%;乙草胺的降解速率与乙草胺初始浓度呈负相关,与菌株T3-1的初始接种量呈正相关.菌株T3-1还可以降解丁草胺,但不能降解丙草胺、异丙草胺和吡草胺.     

烷烃降解菌的筛选及其降解能力

以正十二烷、正十五烷和正十六烷为唯一碳源,从腈纶废水及其处理构筑物的生物膜中,分离、筛选出两株高效降解正烷烃的菌株C-14-1和C-14-2.经形态学观察和生理生化特征研究,两者均鉴定为诺卡氏菌(Nocardia spp.).通过摇瓶试验得出两菌株的最适生长条件为35℃,pH6,摇床转速(间接反映通气量)为250r/min,接种量为0.1%.在最适生长条件下,分别对不同初始浓度烷烃进行降解率试验.结果表明,两菌株降解正烷烃的能力显著,当混合烷烃中各烷烃的初始浓度约为50mg/L时,培养11h对正十二烷、正十五烷和正十六烷的降解率达到93%～100%;各烷烃的初始浓度约为100mg/L时,培养22h降解率达到97%～100%;各烷烃的初始浓度约为150mg/L时,培养22h降解率达到85%～93%.这两菌株在实际工程中将具有较好的应用前景.     

Biodegradation of phenol and m-cresol by mutated Candida tropicalis

The phenol and m-cresol biodegradations were studied using the mutant strain CTM 2 obtained by the He-Ne laser irradiation on wild-type Candida tropicalis. The results showed that C. tropicalis exhibited the increased capacity of phenolic compounds degradation after laser irradiation. It could degrade 2600 mg/L phenol and 300 mg/L m-cresol by 5% inoculum concentration, respectively. In the dual-substrate biodegradation system, 0–500 mg/L phenol could accelerate m-cresol biodegradation, and 300 mg/L m-cresol could be completely utilized within 46 hr at the presence of 350 mg/L phenol. Besides, the maximum biodegradation of m-cresol could reach 350 mg/L with 80 mg/L phenol within 61 hr. Obviously, phenol, as a growth substrate, could promote CTM 2 to degrade m-cresol, and was always preferentially utilized as carbon source. Comparatively, low-concentration m-cresol could result in a great inhibition on phenol degradation. In addition, the kinetic behaviors of cell growth and substrate biodegradation were described by kinetic model proposed in our laboratory.     

Biodegradation of phenol and /w-cresol by mutated Candida tropicalis

The phenol and m-cresol biodegradations were studied using the mutant strain CTM 2 obtained by the He-Ne laser irradiation on wild-type Candida tropicalis. The results showed that C. tropicalis exhibited the increased capacity of phenolic compounds degradation after laser irradiation. It could degrade 2600 mg/L phenol and 300 mg/L m-cresol by 5% inoculum concentration, respectively. In the dual-substrate biodegradation system, 0-500 mg/L phenol could accelerate m-cresol biodegradation, and 300 mg/L m-cresol could be completely utilized within 46 hr at the presence of 350 mg/L phenol. Besides, the maximum biodegradation of m-cresol could reach 350 mg/L with 80 mg/L phenol within 61 hr. Obviously, phenol, as a growth substrate, could promote CTM 2 to degrade m-cresol, and was always preferentially utilized as carbon source. Comparatively, low-concentration m-cresol could result in a great inhibition on phenol degradation. In addition, the kinetic behaviors of cell growth and substrate biodegradation were described by kinetic model proposed in our laboratory.     

辛基酚聚氧乙烯醚混合菌的构建及响应面优化

为提高辛基酚聚氧乙烯醚（OPnEO）的生物降解效果,在本实验室已筛选出的H1、TXBc10、OPQb11、TXBa23四株OPnEO高效降解菌的基础上,首次从构建OPnEO混合菌的角度,着重探究了四菌株等比例不同组合降解OPnEO的效果.结果表明,混合菌L9（H1：TXBc10：TXBa23为1：1：1）培养7d后对初始浓度500mg/LOPnEO的降解率最高,达到56.44%,比各单一菌株降解效果有较明显提高.运用单因素试验考察了影响L9的相关因素,初步确定L9降解OPnEO的最适外加碳源和氮源分别为葡萄糖和胰蛋白胨,最适初始pH值为7.0,最适温度为28℃,最适接种量为4%.Plackett-Burman试验筛选获得影响OPnEO降解率的3个显著因子为L9接种量、温度及初始pH值.最陡爬坡试验逼近3个显著因子的最大响应区域,采用Box-Behnken试验设计及响应面法分析,确定L9的最优降解条件为50mL反应体系中接种量4.16%、温度28.20℃、初始pH值7.13、葡萄糖与胰蛋白胨浓度均为2%、OPnEO初始浓度500mg/L、180r/min培养7d,该条件下混合菌L9对OPnEO降解率达62.15%,比未优化条件提高了5%左右.     

两株假单胞菌降解酚类化合物的特性

从焦化废水中分离得到2株可降解对氯酚的假单胞菌(Pseudomonas)CO-1和CO-44.其最适降解温度为35~40℃,最适pH值为6.0~8.0.菌株降解对氯酚的速度与对氯酚初始浓度呈负相关.2株细菌均能较快地降解苯酚和甲酚,其中CO-1还能够降解1-萘酚和萘.在添加对氯酚的焦化废水中,CO-1和CO-44能够在42h内将苯酚、甲酚和对氯酚完全降解.从2株细菌中均检测到了苯酚羟化酶基因,分别从菌株CO-1和CO-44中检测到邻苯二酚1,2-双加氧酶基因和邻苯二酚2,3-双加氧酶基因.     

苯酚降解红球菌的分离鉴定及降解特性研究

采用富集培养的方法,从唐山污水处理厂附近的植物根际土中分离得到1株高效苯酚降解菌11-111。该菌株为革兰氏阳性菌,可以在以苯酚为唯一碳源和能源的无机盐培养基上生长,能够耐受最高浓度为2 000 mg/L的苯酚。对该菌株的降解性能研究表明,在温度24~32℃,pH值6.5~8.5,装液量≤20 mL(100 mL摇瓶)范围内,摇床转速为160 r/min,菌株对初始浓度500~1 500 mg/L的苯酚均能有效降解。根据该菌株的形态、生理生化特性和16S rRNA基因序列同源性分析结果,鉴定为红球菌属(Rhodococcus sp.)菌株。该菌株具有较强的环境适应能力和苯酚降解能力,有较高的研究价值及应用前景。     

氨氮对异养硝化菌Acinetobactor sp.活性影响及动力学特性分析

异养硝化菌株Acinetobactor sp.JQ1004能够在初始氨氮浓度为0~2000mg/L范围内进行生长和氮源代谢,菌株在初始氨氮浓度为2500mg/L条件下被完全抑制,无法生长.当菌株在温度为30℃,pH7.5,转速为160r/min,初始氨氮浓度分别为100,300,500,700,1000,1500,2000,2500mg/L条件下培养时,菌株的最大比生长速率分别为0.251,0.308,0.286,0.243,0.197,0.115,0.088h^-1,相应的最大比氨氮降解速率分别为1.335,1.906,1.859,1.759,1.562,1.286,0.965g/（gDCW·d）.在高浓度氨氮和游离氨的抑制作用下,菌株的比生长速率及对氨氮的比降解速率随初始氨氮浓度的增加呈先增加后降低的趋势.3种基质抑制动力学模型（Haldane,Yano,Aiba模型）均能够很好地模拟菌株随初始氨氮浓度的生长变化规律,对应地相关系数分别为0.9944,0.9983和0.9929.由Haldane模型可知,菌株在不同初始氨氮浓度（游离氨）条件下的最大氨氮比降解速率μ_max为2.604h^-1,基质亲和系数K_s为22.57mg/L,基质抑制系数K_i为1445.31mg/L.其中由K_i值远大于自养菌（硝化细菌及厌氧氨氧化菌等）的值,这表明异养硝化菌株Acinetobactor sp.JQ1004比自养菌具有更强的抗抑制能力.另外,菌株在游离氨浓度为5.436mg/L时,比生长速率达到最大值0.583h^-1.以上研究结果表明,菌株JQ1004在处理高氨氮废水中具有潜在的应用前景.     

同化和共代谢降解氯苯菌株的筛选与特性研究

基于污染场地,筛选了一株可降解氯苯（CB）的微生物,经鉴定该菌株属于粘质沙雷氏菌属（Serratia marcescans）,命名为Serratia marcescans TF-1.同化降解结果表明,该菌株能够在有氧的条件下以CB为唯一碳源和能源,菌体平均增长速率为0.0063~0.022g_cell/（mol_CB·h）,最大比生长速率（μ_max）为0.015~0.42h^-1,CB降解速率（V_CB）为1.35~4.47mol/（g_cell·h）,菌株对CB最高耐受浓度高于200mg/L.共代谢降解结果显示,TF-1可以琥珀酸钠和柠檬酸钠为底物共代谢降解CB;氯苯浓度（c_CB）<80mg/L时,μ_{max（柠檬酸钠）}（0.21~0.87h^-1）>μ_{max（琥珀酸钠）}（0.20~0.81h^-1）,V_{CB（柠檬酸钠）}（0.15~0.47mol/（g_cell·h））<V_{CB（琥珀酸钠）}（0.17~0.48mol/（g_cell·h））;c_CB>80mg/L时,μ_{max（柠檬酸钠）}（0.086~0.21h^-1）<μ_{max（琥珀酸钠）}（0.17~0.25h^-1）,V_{CB（柠檬酸钠）}（0.61~1.11mol/（g_cell·h））>V_{CB（琥珀酸钠）}（0.56~0.95mol/（g_cell·h））,表明共代谢降解过程中,CB浓度,底物种类是调控污染降解的重要因素.最后考察了温度、pH值和接种量对TF-1降解CB的影响,结果发现,该菌株适宜生长的温度范围为20~35℃,最适温度为30℃;适宜生长pH值为5~9,最适pH值为7;最适接种量为5%.与现有菌株比较发现TF-1的温度和pH值适用范围更广,降解能力更强,污染物耐受浓度更高,既能同化又能共代谢降解CB,在贫营养和富营养污染场地中应用潜力更大.本研究可为原位CB污染场地修复提供有效的生物资源.     

Sakaguchia cladiensis对磺胺甲嘧啶/铜复合污染中抗生素的降解

以某畜禽养殖场土壤筛选分离到的一株对磺胺甲嘧啶（Sulfamethazine,SMZ）具有耐受性的酵母菌（Sakaguchia cladiensis,A5）为研究对象,开展生长特性及其对SMZ-Cu²⁺复合污染中SMZ降解特性研究.结果表明,SMZ和Cu²⁺胁迫下,菌A5也能较好生长.降解性能研究显示,菌A5在复合污染体系中反应3d,SMZ去除率达37.3%,共存的Cu²⁺对SMZ降解具有促进作用.当投菌量为1g/L,溶液pH值为中性,菌A5对1mg/L SMZ的降解效果最佳.透射电镜分析表明,SMZ和Cu²⁺共存时,菌A5的细胞壁膜破损严重,导致细胞质外流.