洋葱假单胞菌G4对三氯乙烯的降解特性研究

三氯乙烯(TCE)是地下水中最常检测到的有机污染物之一,且具有疑似致癌性,会对人类健康产生很大的危害。生物修复因其花费低,并能将TCE彻底降解而被广泛关注。Burkholderia cepacia.G4是一种能有效降解TCE的微生物菌株。文章从共代谢基质种类、接种时期、耐受性3个方面研究了G4菌株对TCE的降解特性。研究结果表明,对于3种共代谢基质—葡萄糖、苯酚和甲苯,G4菌株能够以甲苯和苯酚为基质进行TCE的代谢降解,而无法利用葡萄糖进行共代谢降解;苯酚-TCE共代谢降解速率高于甲苯-TCE的共代谢降解速率;G4以苯酚-TCE为共代谢基质,其在稳定期对TCE的降解速率要高于对数期,降解速率为1 040μg/(L·h);G4菌株对TCE的耐受浓度约为10 mg/L。     

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.     

喹啉降解菌Rhodococcus sp.QL2的分离鉴定及降解特性

从某焦化厂生物处理系统的活性污泥中驯化、分离出1株能以喹啉为唯一碳、氮、能源生长代谢的菌株QL2.经过对其形态特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为红球菌属(Rhodococcus sp.).研究表明,菌株QL2利用喹啉生长的适宜温度为35～42℃,培养基初始pH为8～9,摇床转速为150 r/min.外加氮源能促进菌株的生长,其中无机氮比有机氮、铵态氮比硝态氮更利于细菌的生长.在喹啉初始浓度为60～680 mg/L范围内菌株QL2降解喹啉符合零级动力学方程.喹啉初始浓度为150 mg/L时在8 h内完全降解,TOC去除率14 h内可达到70%.降解过程中产生有颜色的物质,且杂环上的氮原子以氨氮的形式被释放.通过HPLC及GC/MS分析出喹啉降解过程中的主要中间产物为2-羟基喹啉.该菌底物利用范围广,能降解苯酚、萘、吡啶等多种芳香族化合物.     

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。     

高浓度4-氯酚在中空纤维聚砜膜固定化细菌反应器中的共代谢降解研究

悬浮生长的Pseudomonas putida菌可以苯酚为生长基质,通过该细菌的共代谢过程将4-氯酚降解.当苯酚和4-氯酚的浓度达到120 mg/L和600 mg/L时,由于基质对细菌的抑制作用,该共代谢过程难以进行,细菌不能生长.通过对细菌在中空纤维膜反应器中固定化,细菌可以降解高浓度的四氯苯酚,即使当苯酚和4-氯酚浓度为200 mg/L和1 000 mg/L时,利用此中空纤维膜固定化细菌反应器仍可在34 h内都能将其完全降解.与悬浮生长降解菌不同,由于基质在中空纤维膜中质量传递的受限,固定化后的细菌受到中空纤维膜的保护,从而得以生长并降解高浓度的基质.     

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。     

喹啉降解菌Rhodococcus sp.QL2的分离鉴定及降解特性

从某焦化厂生物处理系统的活性污泥中驯化、分离出1株能以喹啉为唯一碳、氮、能源生长代谢的菌株QL2.经过对其形态特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为红球菌属 (Rhodococcus sp.).研究表明,菌株QL2利用喹啉生长的适宜温度为35～42℃,培养基初始pH为8～9,摇床转速为150　r/min.外加氮源能促进菌株的生长,其中无机氮比有机氮、铵态氮比硝态氮更利于细菌的生长.在喹啉初始浓度为60～680　mg/L范围内菌株QL2降解喹啉符合零级动力学方程.喹啉初始浓度为150　mg/L时在8　h内完全降解,TOC去除率14 h内可达到70%.降解过程中产生有颜色的物质,且杂环上的氮原子以氨氮的形式被释放.通过HPLC及GC/MS分析出喹啉降解过程中的主要中间产物为2-羟基喹啉.该菌底物利用范围广,能降解苯酚、萘、吡啶等多种芳香族化合物.     

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。     

遗传稳定型六六六、甲基对硫磷降解基因工程菌的构建及特性研究

通过转座子介导同源重组的方法,将甲基对硫磷水解酶基因mpd导入到六六六降解菌BHC-A的染色体上, 构建了能同时降解六六六和甲基对硫磷的基因工程菌BHC-A-mpd. 对其生长特性和降解特性的研究表明, 工程菌在LB培养基中的生长特性与原始菌株没有差别, 生长至对数期A600nm值都可达到2.5;对六六六的降解特性和原始菌株相同, 可在10h内将5mg/L的六六六完全降解. mpd基因在BHC-A-mpd中稳定表达,BHC-A-mpd可以降解多种有机磷类农药.该基因工程菌的构建为六六六和甲基对硫磷复合污染环境的生物修复奠定了基础.     

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。     

Cometabolic microbial degradation of trichloroethylene in the presence of toluene

Trichloroethylene (TCE), a common groundwater pollutant, was cometabolized by microorganisms in the presence of toluene as a growth substrate. The effect of concentrations of toluene and TCE and temperature on biodegradation was discussed. Acclimated microorganisms degraded TCE after a lag period of 5 to 22 h depending on toluene concentrations. Approximately 60%, 90% and 04% of TCE were degraded at toluene to TCE concentration ratios of 23 : l, 115 : 1 and 230: l, respectively. At a TCE concentration of 1.46 μg/ml, 80% of TCE and 98.4% of toluene were removed. But less degradation of TCE and toluene was observed when TCE concentration was above 48.8 μg/ml. The lag time of TCE decreased and the TCE biodegradation rates increased with the increase of temperature.     

Bio-removal of mixture of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes/total petroleum hydrocarbons/trichloroethylene from contaminated water

Four pure cultures were isolated from soil samples potentially contaminated with gasoline compounds either at a construction site near a gas station in Fai Chi Kei, Macau SAR or in the northern parts of China (Beijing, and Hebei and Shandong). The e ects of di erent concentrations of benzene, toluene, ethylbenzene, and three isomers (ortho-, meta-, and para-) of xylene (BTEX), total petroleum hydrocarbons (TPH), and trichloroethylene (TCE), when they were present in mixtures, on the bio-removal e ciencies of microbial isolates were investigated, together with their interactions during the bio-removal process. When the isolates were tested for the BTEX (50–350 mg/L)/TPH (2000 mg/L) mixture, BTEoX in BTEoX/TPH mixture was shown with higher bio-removal e ciencies, while BTEmX in BTEmX/TPH mixture was shown with the lowest, regardless of isolates. The TPH in BTEmX/TPH mixture, on the other hand, were generally shown with higher bio-removal e ciencies compared to when TPH mixed with BTEoX and BTEpX. When these BTEX mixtures (at 350 mg/L) were present with TCE (5–50 mg/L), the stimulatory e ect of TCE toward BTEoX bio-removal was observed for BTEoX/TCE mixture, while the inhibitory e ect of TCE toward BTEmX for BTEmX/TCE mixture. The bio-removal e ciency for TPH was shown lower in TPH (2000 mg/L)/TCE (5–50 mg/L) mixtures compared to TPH present alone, implying the inhibitory e ect of TCE toward TPH bio-removal. For the mixture of BTEX (417 mg/L), TPH (2000 mg/L) along with TCE (5– 50 mg/L), TCE was shown co-metabolically removed more e ciently at 15 mg/L, probably utilizing BTEX and/or TPH as primary substrates.     

生物滴滤塔中两种优势菌种对高浓度甲苯废气净化对比实验

以陶粒为填料,用分别负载2种单一降解甲苯的优势菌种S1、S2的生物滴滤塔净化高浓度甲苯废气的性能进行对比实验研究,实验结果表明:虽然2种优势菌种同为芽孢杆菌,但是菌种S1在降解能力以及停用后恢复等各项指标中均明显高于菌种S2。当甲苯进口浓度低于5.81 mg/L时,S1菌种的去除率始终保持在90%以上,最高的进口浓度达到10.00 mg/L时,甲苯的去除率也可以达到59.78%。对于S2菌种而言,当最高进口浓度达到5.72 mg/L,甲苯的降解率仅可以达到65.65%。两个滴滤塔在停用后恢复运行时,菌种S1可以在极短的时间内恢复,菌种S2则是规律性的在恢复初期出现降解率最低点,且甲苯降解效率只能恢复到70%~80%。     

废弃电路板中多溴联苯醚的溶出规律研究

采集浙江台州电子垃圾拆解区的废弃印刷电路板,研究其粉体在不同溶剂(甲苯、乙醇、三氯乙烯水溶液和处理前后的垃圾渗滤液)中多溴联苯醚(PBDEs)的溶出规律.同时,采用气相色谱-负化学离子源-质谱联用仪(GC-NCI-MS)检测了上述溶出剂中8种PBDEs同系物的浓度.实验结果表明,电路板粉体(粒径180～380μm)在甲苯、乙醇和三氯乙烯(TCE)水溶液中达到溶出平衡时(甲苯48h,乙醇96h,TCE水溶液240h),PBDEs同系物溶出的总量(∑8PBDEs)分别为2320.06、1946.17和79.38mg·kg-1,处理前后垃圾渗滤液中PBDEs在20d达到溶出平衡,溶出总量分别为1042.12μg·kg-1和23.63μg·kg-1,均以BDE99和BDE47为主;电路板中PBDEs的溶出受粉体粒径影响较大,粒径越小,PBDEs越容易溶出.     

静态磁场对生物滴滤池强化的研究——以三氯乙烯废气的去除及细菌群落结构研究为例

构建了实验室规模磁场强化的生物滴滤池（MF-BTF）,并设对照生物滴滤池（S-BTF）,以火山石为载体,接种活性污泥,处理目标废气三氯乙烯（TCE）.研究了不同磁场强度下,2种生物滴滤池在稳定运行期间对TCE的去除效果,并采用高通量测序技术对滴滤池中细菌群落结构与功能进行了分析.实验结果表明：在好氧条件下,当空床停留时间（EBRT）为202.5s,苯酚浓度为0.20g/L,TCE浓度范围为53.6~337.1mg/m³时,对TCE的去除效果依次为MF-BTF（60.0mT） > MF-BTF（30.0mT） > S-BTF（0.0mT） > MF-BTF（130.0mT）,其去除率（RE）和最大去除容量（EC）分别为92.2%~45.5%,2656.8mg/（m³×h）;89.8%~37.2%,2169.1mg/（m³×h）;89.8%~29.8%,1967.7mg/（m³×h）;76.0%~20.8%,1697.1mg/（m³×h）.高通量测序结果表明：磁场强度为60.0mT时,细菌群落均匀度（Shannon index,Simpson index）及丰富度（OTUs,Chao1,ACE）均小于0.0mT的情况;但是60.0mT下优势门、纲、属为Proteobacteria,Gammaproteobacteria,Acinetobacter,丰度明显大于0.0mT,丰度分别为73.3%,36.8%,34.7%;69.6%,18.2%,10.9%.实验结果表明合适的磁场强度可以增大优势菌群的丰度,提高对TCE的去除效果.本实验为提高生物滴滤池的工业废气处理效果提供了有效的借鉴,具有广泛的应用前景.     

移动床生物反应器处理低C/N比生活污水试验研究

通过移动床生物膜反应器处理低C/N比生活污水的试验研究,探讨了填料填充率、曝气量和水力停留时间对处理效果的影响,确定出了适合反应器的填充率为53%,最佳曝气量为0.07L/h,最佳水力停留时间为8h。在该实验条件下,COD平均去除率在85%左右,TN去除率最高为62%,平均生物浓度2.63mg/L,生物膜活性强,结果表明反应器对低C/N比生活污水有较好的处理效果。     

过硫酸钠对砂壤土中三氯乙烯的氧化研究

以过硫酸钠(Na2S2O8)为氧化剂,柠檬酸(CA)螯合Fe(Ⅱ)溶液作为活化剂,对砂壤土中的三氯乙烯(TCE)进行处理.采用正交试验获得优化操作条件为: Na2S2O8浓度5mmol/L,Fe(Ⅱ)浓度2.5mmol/L,CA浓度0.25mmol/L,反应时间30min.在此条件下,土壤中不同浓度的TCE去除率均在93%以上.对于污染程度高的土壤,采用连续氧化处理可达到较高的修复目标要求.土柱实验结果表明经过Na2S2O8溶液氧化7d后,TCE氧化率达到88.9%以上,且去除效果与处理方式有关,分次加入方式的效果最好.     

复合有机污染物在含水层介质表面的吸附性能

为明确氯代烃芳香烃类复合污染物在含水层介质上的吸附特性,选取甲苯、苯、1,2-二氯丙烷,1,2,3-三氯丙烷（TCP）作为典型污染物开展吸附试验,结果表明吸附过程符合Henry线性模型,分配系数K_p值分别为0.38,0.41,0.73,1.00kg/L,污染物在细砂上的吸附强度顺序为甲苯>苯> 1,2-二氯丙烷> TCP;竞争吸附试验结果表明,苯可以明显促进甲苯在细砂介质上的吸附,而甲苯抑制了苯的吸附;1,2-二氯丙烷抑制TCP在细砂介质上的吸附,而TCP对1,2-二氯丙烷的吸附影响并不明显.TCP在含水层介质上的吸附量随甲苯浓度增加而增大;当甲苯初始浓度<2mg/L时,TCP对于甲苯在含水层介质上的吸附起促进作用,当甲苯的初始浓度³2mg/L时,TCP对于其在含水层介质上的吸附起抑制作用.     

甲苯、乙苯和二甲苯对中华新米虾的毒性效应

以中华新米虾(Neocaridina denticulata sinensis)为受试生物,采用半静态生物测定方法,研究了TEX污染物对中华新米虾的单一急性毒性和联合毒性效应.在单一毒性试验中,甲苯、乙苯和二甲苯对中华新米虾的96h LC50分别为13.8,10.4,11.3mg/L,毒性大小顺序为乙苯>二甲苯>甲苯.基于等毒性溶液法(ETS)分析了TEX二元混合物的联合毒性,结果表明,甲苯-乙苯、乙苯-二甲苯与甲苯-二甲苯按不同毒性单位比(4:1,3:2,2:3,1:4)组成的二元混合物对中华新米虾的联合毒性作用均表现为相加作用.基于毒性单位法(TU)和混合毒性指数法(MTI)研究了甲苯-乙苯-二甲苯按浓度比1:1:1和毒性单位比1:1:1所组成的三元混合物对中华新米虾的联合毒性,96h LC50分别为11.6,10.7mg/L,毒性大小与3种苯系物单独作用相当.当暴露时间为48h时,联合毒性表现为部分相加作用,而暴露时间为96h时,联合毒性作用为协同作用,即随着暴露时间的增加,甲苯-乙苯-二甲苯组成的三元混合物的联合毒性从部分相加作用转变为协同作用,但是协同作用均不明显,非常接近于相加作用.因此,甲苯、乙苯和二甲苯对中华新米虾的联合毒性作用主要表现为相加作用.     

淀粉酶促进剩余污泥热水解的研究

考察了微好氧条件下,外加淀粉酶对污水处理剩余污泥热水解的影响,以及水解过程中污泥上清液各成分的变化情况,并对酶水解过程的动力学进行了分析.结果表明,淀粉酶的加入对剩余污泥的热水解有促进作用.在最适温度50℃,酶投加量0.5g/L条件下,水解4h后,污泥中SCOD/TCOD达到30.98%,比未加酶时高7.68%.在淀粉酶催化作用和热水解的共同作用下,污泥固体溶解,大分子碳水化合物被水解成小分子糖类,固相蛋白质溶出,并进一步水解.污泥水解过程中,上清液糖、蛋白质浓度均呈现先增加后降低趋势.加酶后污泥上清液中糖、蛋白质浓度分别于4h、6h达到最大值271.43mg/L和1437.37mg/L.污泥水解反应前4h内,VSS溶解率和SCOD/TCOD增加迅速,符合一级反应动力学,4h后反应趋于平衡.4h时VSS溶解率达到22.01%.