土壤芘降解菌的分离及特性研究

本研究分离纯化出芘的高效降解菌株,并探讨了菌株在土壤环境中对芘降解情况,主要结论如下：通过富集培养的方法分离得到2株对芘具有较强降解能力的菌株：芽孢杆菌B6和假单孢菌B17。2菌株对除能有效降解利用芘外,还能有效利用苯、萘、菲、甲苯、苯酚、邻苯二酚和1一萘酚等多种芳香类化合物,具有一定的应用前景。     

多环芳烃降解菌的筛选及其对芘的降解研究

以焦化厂排水沟底泥为菌源驯化筛选出6株多环芳烃降解菌。实验结果表明:各菌对芘均有一定的降解能力,不同菌体表面疏水性不同,这种不同可以影响到反应初期菌株对芘的表观降解率,菌体的疏水性表面较亲水性表面对芘有更强的吸附性;保存的一组天然混合菌对芘降解率较低,没有表现出优于单个菌株的协同作用;多环芳烃降解菌在芘培养液中生长快慢和降解能力没有必然联系。对两株菌体表面疏水性相差较大的菌株在不同条件下的芘降解性能研究结果表明:2#菌降解芘的最佳温度是30℃,9#菌降解芘的最佳温度是40℃;Mn2+对2#降解芘有促进作用,对9#菌几乎无影响,Cu2+对各菌芘降解均有不同程度的抑制作用;外加葡萄糖对于2#菌和9#菌的芘降解有促进作用。     

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。     

低温耐盐芘降解菌的筛选鉴定及降解特性研究

低温条件(10℃)下,采用定时定量转接、间歇式逐步提高PAHs浓度的方法,从天津滨海湿地石油污染土壤中获得能以多环芳烃芘为唯一碳源和能源生长的菌群H和纯化菌株DYC-1,经生理生化和16S rDNA基因序列BLAST对比结果分析,菌株DYC-1属于红球菌属(Rhodococcus)降解特性分析结果表明,10℃低温条件下,红球菌DYC-1与菌群H降解能力相似,对20mg/L芘的15d降解率达到35%以上;红球菌DYC-1具有较好的耐盐能力和较广的降解底物谱,菌株DYC-1的最优降解条件为:低温10℃,盐度2%的条件下,在PH8,摇床转速为110r/min,接菌量为5%时,对于初始浓度为20mg/L的芘能达到35%以上的降解率.     

六株真菌对土壤中芘和苯并芘的降解及其动力学

研究了6株真菌对土壤中芘和苯并芘(BaP)的降解动态,用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对结果进行拟合.结果表明,6株真菌对芘和BaP的降解速率有显著性差异,降解率相差不大.产黄青霉(Penicillium chrysogenum,SF04),在42d内对BaP的降解能力最强,可达71.31%,对芘的降解能力相对最弱.镰刀菌(Fusariumsp.,SF11),黑曲霉(Aspergillusniger,SF05),木霉(Trichodermasp.,SF02)和毛霉(Mucorsp.,SF06)42d对芘的降解率分别为86.22%,86.18%,85.41%,85.04%,对BaP的降解率分别为71.11%,69.44%,69.05%,69.72%.木霉(Trichodermasp.,SF02)和毛霉(Mucorsp.,SF06)对芘和BaP的降解速率均很快.     

一株苯并[a]芘降解菌-紫茉莉联合修复污染土壤的研究

从长期受多环芳烃(PAHs)污染的土壤中获得1株高效降解菌BB-1,经鉴定为巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium.为了考察菌株的降解特性,将10和20 mg·L~(-1)的苯并[a]芘(B[a]P)加入到培养液中并在30℃下振荡培养8 d.结果表明,BB-1对不同浓度的B[a]P的降解率分别为52.1%和23.5%,B[a]P浓度为10 mg·L~(-1)时降解效果更优.将不同重金属外加到培养液中,Cu2+(50 mg·L~(-1))和Cd2+(100 mg·L~(-1))能在一定程度上影响BB-1对B[a]P的生物降解作用,但菌株仍有很强的耐受性;Zn2+(200 mg·L~(-1))和Pb2+(300 mg·L~(-1))会显著影响降解效果.为了研究菌BB-1与植物的联合降解修复作用,通过对比研究将该菌株加入到种植紫茉莉的B[a]P污染土壤中,在未加入BB-1的污染土壤中,紫茉莉在开花期和成熟期对B[a]P的降解率分别为27.42%±1.99%和51.31%±3.06%,在加入BB-1的污染土壤中降解率分别为68.22%±1.21%和77.16%±0.62%,可见加入菌株BB-1后能显著提高紫茉莉对土壤中B[a]P的降解效率.为确定降解作用的菌株来源,分别对比了非根际和根际土壤中的B[a]P含量,发现在开花期和成熟期任何一种处理的根际土中B[a]P残留浓度都小于非根际土,说明土壤中B[a]P的去除主要是源于根际的作用.在植物修复的基础上,添加能耐受一定重金属浓度的高效B[a]P降解菌,能提高B[a]P降解率,有望为日后大规模田间应用提供可靠的技术参数.     

3株细菌对土壤中芘和苯并芘的降解及其动力学

研究了3株多环芳烃(PAHs)高效降解菌对土壤中芘和苯并芘(BaP)的降解动态,用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对结果进行拟合.结果表明,3株细菌对芘和BaP的降解率有显著性差异.芽孢杆菌(Bacillus sp.SB02)42 d对芘和BaP的降解率均最高.当土壤中芘和BaP的初始浓度为50　mg/kg时,芽孢杆菌(Bacillus sp. SB02)、动胶杆菌(Zoogloea sp. SB09)、黄杆菌(Flavobacterium sp. SB10)42 d对芘的降解率分别为42.69%、32.88%、25.07%, 对BaP的降解率分别为33.04%、25.39％、22.02%.3株细菌对芘和BaP的降解速率也存在显著性差异.芽孢杆菌(Bacillus sp., SB02)最快,1周可降解20.88％芘和12.6%的BaP,动胶杆菌(Zoogloea sp.SB09)次之,黄杆菌(Flavobacterium sp.SB10)降解速率最慢.     

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.     

两株降解芘的分枝杆菌的筛选鉴定及降解性能

为获得芘降解细菌,从中国南方地区采集了受PAHs严重污染的土壤与污泥样品.利用平板升华法,分离到2个菌株W52和W74.经形态观察、生理生化试验和16S rDNA的序列分析,2个菌株被鉴定为分枝杆菌属(Mycobacterium sp.).在含芘膜的固体平板上培养,W52和W74在23d中降解芘分别达到13.2Iμg和11.8μg.在含芘50mg·L-1和lOOmg·L-1的无机盐液体中培养,2d时W52的芘降解率达57.8%和20.5%.W74达19.2%和4.O%;随着培养时间的延长,芘降解率不断提高;在第10ci时W52的芘降解率分别达到96.3%和82.3%,W74达83.8%和64·5%.在固体和液体条件下降解芘的结果表明,W52降解芘的能力强于W74.鉴于W52和W74末端双加氧化酶中编码a大亚基的nida基因存在明显差异,推断二者降解芘的能力不同与它们的末端双加氧酶有关.     

苯并[a]芘降解菌的分离筛选及其降解条件的研究

从被石油污染的土壤样品中,以苯并[a]芘为唯一碳源反复驯化,分离筛选出1株高效降解苯并[a]芘的菌株JL 14 .经形态及生理生化特征分析,初步鉴定属于氮单胞菌属(Azomonas) .菌株JL 14在苯并[a]芘浓度为5mg·L- 1 ,2 8℃振荡培养10d ,苯并[a]芘的降解率达到48. 9% .培养基初始pH值分别为4、6、8、10时,2 8℃振荡培养10d ,苯并[a]芘的降解率分别为7 1% ,2 4 8% ,49 6%和2 5 9% .JL 14在苯并[a]芘浓度分别为10mg·L- 1 与2 0mg·L- 1 的条件下,2 8℃振荡培养10d ,苯并[a]芘的降解率分别为3 8. 2 %与2 7. 6% .Zn2 + (2 0 0mg·L- 1 )、Cd2 + (5 0mg·L- 1 )与Pb2 + (2 0 0mg·L- 1 )不影响JL 14对苯并[a]芘的降解作用,但Cu2 + (5 0mg·L- 1 )、Cr2 + (5 0mg·L- 1 )对JL 14有毒性;菲和蔗糖均可促进菌株JL 14对苯并[a]芘的降解作用.     

接种混合功能细菌降低黑麦草体内菲和芘污染的机理初探

本研究通过批量降解试验,探讨了功能菌株Massilia sp. Pn2和Mycobacterium flavescens 033降解菲和芘的基本动力学过程和规律;重点采用温室盆栽试验,研究了接种混合菌株对黑麦草体内PAHs含量及多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明,菌株Pn2和033可以分别利用菲和芘作为碳源和能源进行生长;在30℃、pH=7.0条件下,菌株Pn2和033对100 mg·L~(-1)菲和50 mg·L~(-1)芘的降解率分别高达99.7%和98.3%,降解半衰期分别为0.34 d和0.95 d(R~20.98).与接种灭活混合菌株对比,接种混合菌株Pn2和033显著地降低了黑麦草体内菲和芘的含量和积累量(p0.05),并阻控菲和芘由黑麦草根向茎叶转移.同时,接种混合菌株Pn2和033显著地提高了黑麦草根和茎叶中POD(p0.05)活性,该酶能够促进黑麦草体内超氧自由基的清除,并保护细胞免受PAHs损伤,进而影响PAHs在黑麦草体内的代谢过程.研究结果为阐明接种混合功能菌降低植物体内PAHs污染的作用机理提供了一定的参考价值.     

菲、芘污染土壤中丛枝菌根真菌对土壤酶活性的影响

采用温室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌(AMF)对菲、芘复合污染土壤中微生物数量和酶活性的影响.结果表明,接种AMF显著增加了三叶草根际和菌丝际土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,并对微生物区系有选择性.在供试菲、芘污染浓度范围内,低浓度菲、芘对土壤多酚氧化酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性有激活作用;但当菲、芘浓度升高时,3种酶活性受到抑制.与无植物对照土壤相比,接种AMF后三叶草菌根际酸性磷酸酶活性降低了2.4%~23.1%,过氧化氢酶活性增加了12.6%~20.3%,除高浓度处理外多酚氧化酶活性均增加;菌丝际多酚氧化酶活性比菌根际低12.9%~62.9%,酸性磷酸酶活性比菌根际高3.3%~24.0%,过氧化氢酶活性则高于菌根际.     

微生物对芘和苯并[a]芘污染土壤的修复

将枯草芽孢杆菌、白腐真菌和分离筛选菌群分别用于芘和苯并[a]芘污染土壤的修复,比较其修复性能,并对表面活性物剂Tween80和葡萄糖对修复效果的影响规律做了初步探讨.结果表明,60 d时,枯草芽孢杆菌和分离筛选菌修复芘污染的土壤,芘的残留率分别为7.58%±0.59%和8.69%±61.35%,空白残留率为48.18%...     

高效石油降解菌的筛选鉴定及修复能力研究

为了得到高效的石油降解菌,本研究利用以柴油为唯一碳源的培养基从山东胜利油田、新疆克拉玛依油田和陕西长庆油田3处的石油污染土壤中富集纯化出3株高效的石油降解菌,分别命名为WTS、Z3-P和H4-1.测试结果显示,经过10d的降解实验,这3株降解菌对柴油的降解率均达到60%以上,降解效果良好,其中,WTS的降解效率最高,达到75%;用这3株菌进行污染土壤的修复实验,污染土壤中石油烃降解半衰期为30d左右,为自然情况下的1/4左右.对石油降解菌进行生理生化反应鉴定以及细菌16S rRNA鉴定结果表明,WTS是柠檬酸杆菌(Citrobacter sp.),H4-1是木糖氧化产碱菌(Alcaligenes xylosoxydans),Z3-P为芽孢杆菌(Bacillus sp.).     

应用新型好氧堆肥反应器连续投加处理人粪便的研究

针对间歇式堆肥反应器处理效率低、不便移动、单次投加所需物料量大等不足,以及为更有效地处理分散型人粪便,使人粪便资源化,开发了梨形筒式好氧堆肥反应器。在获得该反应器的最佳通风与搅拌频率分别为3.0 L/min,5 min/h以及最佳m（粪便）︰m（锯末）为1︰2.5的条件下进行连续投加人粪便好氧堆肥。在不接种微生物的30 d堆制过程中,升-降温周期为36 h,平均温度为51.44℃,第15天时COD降解率达到63.99%并趋于稳定,TN损失率第17天时达到56.68%,GI于第21天时达到106.25%,堆肥完全腐熟,稳定期处理效率为23.81 g/（L·d）。接种土著菌种时,升-降温周期缩短至24 h,平均温度为53.96℃,COD降解率8 d可达65.28%,TN 损失率仅为25.75%,GI于第8天达到108.22%,稳定期处理效率可达35.71 g/（L·d）,比不接种时提高1.5倍,同时节约能耗50%。     

真菌产黄青霉(Pcnioillium Chrysogonum)对致癌物质苯并(a)芘[B(a)P]的氧化

本试验证明,典型的土壤真菌202号和细菌91号能氧化B(a)P。细菌氧化B(a)P的产物除顺式二氢二醇无标准品未鉴定外,其余的产物与真菌的相同。 真菌产黄青霉氧化B(a)P为反式9,10-二氢二醇-B(a)P,反式-7,8-二氢二醇-B(a)p,1,6-醌-B(a)P,6,12-醌-B(a)P,3,6-醌-B(a)P,9-OH-B(a)P,3-OH-B(a)P。 用标记~(14)CB(a)P试验,真菌产黄青霉氧化B(a)P的动力学研究指出,在96小时内能氧化B(a)P2.8%,氧化产物包含水溶性的和酯溶性的。 氧化后的B(a)P产物的最大吸收光谱与B(a)P的不同,不能用常规检定B(a)P的方法检出,但其部分产物仍具致癌作用。为了弄清B(a)P在土壤中的转化,必须进一步研究B(a)P在土壤中与其它物质的结合和钝化。     

堆肥低温起爆微生物筛选及其初步应用

为解决北方寒冷地区因低温导致有机废弃物处理周期漫长且效率低等问题,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术与传统平板培养相结合的方法,从低温堆肥中分离出19株嗜冷细菌,并采用序列引导分离分子生物学技术,最终获得目标优势菌株CY1. 将CY1与筛选的糖、淀粉、蛋白质分解菌株CY14、CY17和CY19复配成低温复合菌剂,研究优化组合菌剂对低温鸡粪堆肥的影响. 结果表明,堆肥至第6天时,复合菌剂处理(T)堆料中w(OM)(OM为有机质)下降了12.64%;水溶性有机物(DOM)三维荧光光谱显示,低温复合菌剂处理类蛋白峰(峰T)的荧光峰强度下降了44.10%,类腐殖酸峰(峰C)的荧光峰强度上升了39.00%. 添加复合菌剂能够提高堆肥低温起爆效率,可为我国北方寒冷地区低温堆肥提供技术优化.      

嗜麦芽窄食单胞菌J12对芘的降解特性

从前期实验中得到1株对芘具有降解能力的嗜麦芽窄食单胞菌,将其命名为J12。采用摇床振荡培养的方法,研究了不同实验条件(降解体系芘初始浓度、初始pH、投菌量)对J12降解芘的影响。结果表明:最佳降解条件为芘初始浓度20mg/L、投菌量2g/L、pH为7.0左右。在最佳降解条件下,研究了金属离子Fe3+、Mn2+、Mg2+对J12降解芘的影响,结果表明一定浓度Fe3+、Mn2+的投加对J12降解芘具有促进作用,而Mg2+则表现为轻微的抑制作用。向反应体系中添加鼠李糖脂,结果表明鼠李糖脂的添加对J12降解芘有一定的促进作用,其中在反应的后期促进作用较明显。对J12胞外酶和胞内酶粗酶液进行考察,结果表明在J12降解芘过程中起主要作用的为胞内酶,J12对芘的降解酶主要分布在胞内。