1株具硫酸盐还原功能的柠檬酸杆菌的分离及其生理特性研究

从处理高浓度硫酸盐废水的厌氧上升流污泥床反应器(UASB)污泥中分离、纯化出1株具有硫酸盐还原功能的菌株SR3.经形态、生理生化特征试验和16S rDNA序列分析,该菌株SR3归属于柠檬酸杆菌(Citrobactersp.).其特性为:在厌氧和微氧条件下均可还原硫酸盐,同时用硫酸盐还原功能特异性基因引物可扩增到异化亚硫酸盐还原酶基因(dsr基因);在好氧条件下不能还原硫酸盐但菌体生长速率最高,在厌氧条件下菌株生长的最适温度为37℃,最适起始pH值为8.0,在Cr(Ⅵ)初始浓度为0.4~0.8 mmol范围内能同时还原SO42-和Cr(Ⅵ).对Cr(Ⅵ)的耐受能力达1 mmol.这是首次报道在兼性厌氧的柠檬酸杆菌中发现硫酸盐还原功能并携带硫酸盐还原酶基因的菌株.     

偶氮类化合物厌氧还原研究进展

偶氮化合物(azo)广泛应用于工业生产中,含azo废水主要通过厌氧—好氧生物组合工艺去除。由于azo分子中的偶氮基团(-N=N-)具有强烈的吸电子能力,导致其厌氧还原速率较慢。因此探索影响azo还原速率的关键因素至关重要。文章归纳了偶氮还原酶、电子供体、氧化还原介体(RMs)以及其他无机电子受体等因素对azo生物还原的影响,重点总结分析了基于电子供给与传递的azo高效还原去除的作用机理,并为今后的技术突破方向提出了展望。     

红树林湿地希瓦氏菌W3的分离及腐殖质还原特性研究

从红树林湿地沉积物中分离到1株具有腐殖质还原能力的菌株W3,通过细胞形态、生理生化以及16SrDNA的分子生物学亲缘关系分析方法,确定该菌为希瓦氏菌属,命名为Shewanella sp.W3.W3菌能够利用乳酸钠、甲酸钠和丙酮酸钠作为电子供体进行腐殖质还原,在48h内对1mmol/LAQDS的还原率分别为96%、40%和10%.另外,菌体的生长与AQDS还原表现出相同的趋势,菌体数在60h达到最大值,约为1.77×108CFU/mL,比初始接种值约增殖了100倍,而未添加乳酸钠实验组的基本没有观察到AQDS的还原和菌体的增长.该菌进行腐殖质还原的最适pH范围为7～9,最适的NaCl浓度范围为5～30g/L,而最适温度范围为30～35℃.实验结果表明,该菌的腐殖质还原过程是生物化学反应过程,且能够在还原腐殖质的同时偶联能量的产生,支持菌体的生长.推测具有腐殖质还原的希瓦氏菌在元素的生物地球化学循环和环境微生物治理中具有潜在的应用价值.     

不同形态铁对脱色希瓦氏菌S12偶氮还原的影响

以脱色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)S12为材料,研究了不同形态铁对其厌氧偶氮还原的影响.结果表明,Fe(Ⅲ)对偶氮还原的影响与其形态及浓度直接相关.不可溶性Fe(Ⅲ)对偶氮还原表现延缓作用,0.05～2 mmol/L的Fe2O3均延缓0.2mmol/L的苋菜红还原,但作用效果不随Fe2O3浓度的增加而成比例强化.而对于可溶性Fe(Ⅲ),0.4 mmol/L浓度以下对0.2mmol/L的苋菜红还原具有一定的促进作用,作用效果与其浓度变化不呈线性关系.1 mmol/L浓度以上则表现为抑制作用,浓度越高其抑制作用越强,这种现象在电子供体不足的情况下尤为明显.进一步研究发现,可溶性Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)均具有缓解双香豆素对醌循环的抑制作用而促进偶氮还原.由此推测,可溶性铁对偶氮还原的促进作用是由于这些化合物的细胞透过性,在低浓度条件下形成Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)氧化还原循环,充当电子传递的中间媒介,通过发挥电子穿梭功能从而促进细菌的偶氮还原.而高浓度条件下可溶性Fe(Ⅲ)优先大量接受来自电子供体的电子而与偶氮化合物竞争,其电子穿梭功能被掩盖,从而抑制偶氮还原.对于不可透过细胞的不可溶性Fe(Ⅲ),只是作为胞外电子受体与强极性的偶氮化合物竞争电子从而仅仅呈现延缓作用.通过对铁的形态及浓度的适当选择与控制可以获得更高效的偶氮还原效率.     

零价铁对脱色希瓦氏菌S12偶氮还原的促进作用

以脱色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)S12为实验菌株,研究了零价铁(ZVI)存在条件下微生物的厌氧偶氮还原特性及其最佳反应条件.结果表明,ZVI可显著促进菌株S12的厌氧偶氮还原速率.培养30 h后含有20 mmol.L-1微米级ZVI和S12菌的培养体系中,菌株S12对1 mmol.L-1苋菜红的脱色率达100%,比不含ZVI的S12菌培养体系和只含ZVI的体系的偶氮还原率分别提高了23.16%和94.66%;在额外含20 mmol.L-1甲酸钠的培养体系中,ZVI的存在也使S12菌对苋菜红的脱色率提高了20.54%.此外,ZVI的存在可显著提高培养体系对偶氮染料的耐受能力.在投加ZVI和菌株S12培养体系中,连续批量投加浓度为1 mmol.L-1的苋菜红可在276 h内实现11次有效脱色,而不含ZVI的S12菌培养体系中只能实现3次有效脱色.进一步的研究发现,ZVI与菌株S12协同培养体系的最适反应pH为9.0,最适ZVI投加量为60 mmol.L-1.与毫米级和纳米级ZVI颗粒相比,微米级ZVI颗粒具有更强的促进作用.本研究结果将为利用ZVI协同促进偶氮染料的生物治理效果提供科学参数.     

海洋沉积物中一株铁还原细菌ZQ21异化还原Fe(Ⅲ)性质分析

取渤海沉积物进行厌氧培养,富集异化铁还原细菌。采用三层平板法筛选出一株高效异化铁还原细菌ZQ21。经鉴定,该菌株为Enterococcus sp.ZQ21（GenBank号MF192756）。设置不同电子供体、电子受体和电子传递体浓度,分析菌株ZQ21异化还原Fe（Ⅲ）性质。结果表明,在乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠、葡萄糖、丙酮酸钠、乙酸钠和甲酸钠为电子供体时,菌株ZQ21利用丙酮酸钠还原Fe（Ⅲ）效率最高,累积Fe（Ⅱ）浓度达到113.14 ±3.46 mg/L。菌株ZQ21以柠檬酸铁和氢氧化铁为电子受体时,累积Fe（Ⅱ）浓度分别为91.75 ±1.45 mg/L和58.39 ±4.34 mg/L,Fe（Ⅲ）还原效率存在显著差异。在电子受体为氢氧化铁时,添加不同浓度电子传递体蒽醌-2-磺酸钠（AQS）,旨在提高菌株ZQ21的Fe（Ⅲ）还原效率。当AQS浓度为1.50 mmol/L时,菌株ZQ21还原Fe（Ⅲ）效率最高,累积Fe（Ⅱ）浓度达到80.28 ±3.95 mg/L,比对照组提高27%。铁还原细菌ZQ21能够有效利用可溶性以及不溶性电子受体进行异化铁还原,可进一步应用于海洋污染环境中微生物介导的异化Fe（Ⅲ）还原过程。     

硫酸盐还原菌的分离和生理特性研究

从受氯碱化工废水严重污染的湖北鸭儿湖1号氧化塘底泥中分离获得了硫酸盐还原菌,研究了其生理特性以及温度、pH、盐度、Fe2+和硫化物等环境因子对其的影响。结果显示,该硫酸盐还原菌营厌氧生活,革兰氏染色呈阴性,可以乳酸钠为碳源(电子供体),硫酸盐等为硫源(电子受体),该过程中有H2S的产生。该菌在35℃、pH7.0、0.7%的盐度、0.5g/LFe2+和不含硫化物等条件下,达到最佳生长状态。     

高价离子还原菌还原机理及研究进展

高价离子还原菌普遍存在于自然环境中,它们在环境的原位修复中起着非常重要的作用。本文主要介绍了三种典型的高价离子还原菌：异化Fe（III）还原菌（IRB）、硝酸盐还原菌及硫酸盐还原菌（SRB）,分别以Fe3＋、N03-和SO4^2-为电子受体,以有机物作为电子供体,在将高价离子还原的同时,达到对污染环境的修复作用。文章综述了此类细菌的特性、作用机理、影响因素以及在国内外实际中的应用,分析了异化Fe（III）还原菌、硝酸盐还原菌及硫酸盐还原菌的异同点,并对该类细菌在环境污染治理中的发展趋势进行了评述。     

污染河流底泥亚铁氧化硝酸盐还原菌分离及代谢特性

采用常规分离培养方法,从富含亚铁厌氧还原态底泥中分离得到多株亚铁氧化硝酸还原菌,并从中选取1株:FX-Fe5菌株进行详细分析研究.经革兰氏染色、光学显微镜及扫描电镜观察,该菌为革兰氏染色阴性长杆菌,经16SrRNA测序分析确定为:拉乌尔菌属种类(Raoultella sp.).利用亚铁作为单独电子供体和亚铁与不同比例乙酸作为共同电子供体反硝化反应液,研究了FX-Fe5菌株对亚铁、硝酸盐氮和有机物的代谢特点.结果表明,FX-Fe5在24h内可对亚铁进行较大幅度的去除,去除率(%)分别为:89.77±0.47a(亚铁与乙酸盐比例1:1)、87.01±0.22b(亚铁与乙酸盐比例3:1)、86.96±0.07b(仅亚铁)、72.97±0.53c(亚铁与乙酸盐比例1:3),高于文献报道大部分纯菌的亚铁氧化率;亚铁和乙酸盐为共同电子供体时,乙酸和亚铁在硝酸还原过程中同步减少;重复反应的结果发现FX-Fe5菌株在不提供乙酸盐时,不能持续地利用亚铁进行硝酸还原反应.FX-Fe5菌株利用亚铁对硝酸还原过程中没有出现明显的亚硝酸盐氮和氨的积累,各反应体系反应气体中都含有N2O的存在,所占比例都不高,最高的情况不超过0.5%(5000×10-6),但不同电子供体间差别非常大.利用Biology对碳源代谢特点分析表明,FX-Fe5菌株但对单糖/糖苷/聚合糖类优先利用且利用程度较高.     

Fontibacter sp. SgZ-2厌氧腐殖质/Fe(Ⅲ)还原特性及电子传递机制研究

腐殖质和Fe(Ⅲ)呼吸是重要的微生物胞外呼吸形式,电子传递途径是胞外呼吸研究的核心科学问题.为全面理解1株铁还原新菌的电子转移特性和环境功能,以该菌株Fontibacter sp.SgZ-2为研究对象,考察其厌氧腐殖质和Fe(Ⅲ)还原特性,并探寻不同电子受体条件下的电子传递链组成差异.采用厌氧恒温培养法研究了菌株厌氧还原特性.结果表明,菌株SgZ-2具有还原腐殖质模式物[9,10-蒽醌-2,6-二磺酸(9,10-anthraquinone-2,6-disulfonic acid,AQDS)和9,10-蒽醌-2-磺酸(9,10-anthraquinone-2-sulfonic acid,AQS)]、腐殖酸(humic acids,HA)和可溶性Fe(Ⅲ)(Fe-EDTA和柠檬酸铁)以及铁氧化物[水铁矿(hydrous ferric oxide,HFO)]的能力.发酵性糖类(葡萄糖和蔗糖)是菌株SgZ-2还原腐殖质和Fe(Ⅲ)的最佳电子供体.另外,通过呼吸抑制剂法比较了菌株4种电子受体条件下(O2、AQS、Fe-EDTA和HFO)参与电子传递的电子载体差异.结果表明,O2和Fe-EDTA还原条件下,菌株SgZ-2的电子传递链组分基本相似,均包括脱氢酶、醌泵和细胞色素b-c.AQS和HFO还原条件下,电子传递链组分只包含脱氢酶.因而,菌株SgZ-2可溶性和不溶性Fe(Ⅲ)之间的电子传递链组分存在明显差异,并且可溶性受体之间(O2、Fe-EDTA和AQS)的电子传递链组成也不同.本研究建立了1株铁还原新菌Fontibacter sp.SgZ-2不同电子受体条件下的电子传递链模型,并将电子传递机制的研究拓展到了Fontibacter菌属.此研究将为理解该属的电子转移特性及其环境行为提供理论基础.     

3株真菌对活性艳蓝KN-R的脱色条件

从受污染土壤中筛选出具有广谱脱色的优势菌17株,并进一步扩大染料范围,筛选出3株对偶氮、蒽醌、三苯甲烷染料均有较好脱色效果的优势菌株. 3株菌分别为青霉属(菌Ⅰ、菌Ⅱ)和头孢霉属(菌Ⅲ)的真菌;以染料配水为例,探讨了pH值、温度、碳源、氮源因素对菌株脱色的影响;并进行了实际废水的脱色实验,结果表明该菌在pH值5～9, 温度18～37℃的区间内,且外加葡萄糖提供0.5%碳源时对染料废水的脱色率可达70%. 因此对处理染料污染废水具有较好的应用前景.     

UV／H2O2／草酸铁络合物氧化工艺对染料废水脱色的研究

采用UV／H2O2／草酸铁络合物氧化工艺处理染料活性艳蓝K-3R模拟废水,考察了不同反应条件对脱色效果的影响。试验结果表明：UV／H2P2／草酸铁络合物氧化工艺对活性艳蓝K-3R具有较好的脱色效果,pH值,H2O2,Fe^3＋,C2O4^2-的浓度对脱色效果有较大影响。对7种不同类型的染料模拟废水的UV／H2O2／草酸铁络合物氧化工艺脱色实验结果表明,染料结构对于脱色效果也有很大影响,偶氮染料比蒽醌染料更易于脱色。     

醌介导染料脱色菌株的分离鉴定及特性

实验分离获得1株能够利用醌化合物使磺酸化偶氮染料脱色的菌株JL,通过形态特征、16S rDNA与16S-23S区间序列分析表明,该菌株为蜡状芽孢杆菌(命名为Bacillus cereus JL).菌株JL使酸性大红3R脱色的最佳条件为葡萄糖浓度1g/L, pH值为5~7,温度30℃,接种量0.25g/L.蒽醌-2-磺酸(AQS)、蒽醌-2,6-二磺酸(AQDS)和2-羟基-1,4-萘醌(Lawsone)均能显著提高酸性大红3R的脱色速率,其中AQS的促进作用最为明显.研究发现, 0.1mmol/L AQS能够使菌株JL对2.0mmol/L酸性大红3R保持较高的脱色速率,而且能使多种偶氮染料脱色,表现出较好的底物广谱性.利用高效液相色谱-质谱鉴定了AQS介导的酸性大红3R脱色产物,表明酸性大红3R的偶氮键发生断裂, AQS在这一过程中仅起到电子传递的作用.     

酵母Candida krusei对合成染料的脱色

通过筛选实验,从土壤中新分离到1株对活性艳红K-2BP具有明显脱色效果的酵母菌株Y-G-I,经鉴定为克鲁斯假丝酵母Candida krusei．该菌株对含活性艳红K-2BP起始浓度为200mg／L的培养基,最大脱色率为99％,达到最大脱色率的时间是12h．克鲁斯假丝酵母的最佳接种量应不低于5％（体积分数）,培养基最适pH在4～9之间,氮源（NH4）2S04浓度不低于0．1％,相对应的碳源葡萄糖浓度不低于0．5％．对脱色机理的研究表明,该菌株对活性艳红K-2BP的去除属于降解脱色．此外,该菌株对另外9种染料（50mg／L）的脱色率在62％～96％之间．其中,对偶氮染料弱酸艳红B、活性黑KN-B和活性红M-3BE的脱色率都达到了90％以上,对三苯甲烷染料（酸性媒介漂蓝B）的脱色率达到了93％．表明克鲁斯假丝酵母在染料废水的处理上可能具有较好地应用潜能．     

酵母Candida krusei对合成染料的脱色

通过筛选实验,从土壤中新分离到1株对活性艳红K-2BP具有明显脱色效果的酵母菌株Y-G-1,经鉴定为克鲁斯假丝酵母Candida krusei.该菌株对含活性艳红K-2BP起始浓度为200mg/L的培养基,最大脱色率为99%,达到最大脱色率的时间是12h.克鲁斯假丝酵母的最佳接种量应不低于5%(体积分数),培养基最适pH在4～9之间,氮源(NH₄)₂SO₄浓度不低于0.1%,相对应的碳源葡萄糖浓度不低于0.5%.对脱色机理的研究表明,该菌株对活性艳红K-2BP的去除属于降解脱色.此外,该菌株对另外9种染料(50mg/L)的脱色率在62%～96%之间.其中,对偶氮染料弱酸艳红B、活性黑KN-B和活性红M-3BE的脱色率都达到了90%以上,对三苯甲烷染料(酸性媒介漂蓝B)的脱色率达到了93%.表明克鲁斯假丝酵母在染料废水的处理上可能具有较好地应用潜能.     

Photocatalytic decolourization of reactive dyes

The photocatalytic degradation of reactive dyes with solar-irradiated TiO2 was investigated in these experiments which showed that: (1)the decolourization efficiency are determined by pH value, catalyst amount and light intensity; (2) the reactive dyes decolourized rapidly (cleavageld be biologically degradated more easily, the toxicity decreased considerably after photodegradation.The results demonstrated that the photocatalytic process would become an efficient and safe method for colour wastewater treatment and would be very useful for explaining the reaction mechanism and decolourising structure-reactivity relationship. of the azo linkage), but the intermediates needed more time to transform to further degradation products, and finally to produce CO2; (3) the main products were identified to be alkanes and alkyl amines which cou     

2株苯胺降解的分离鉴定及其降解特性研究

从处理印染废水的活性污泥中分离得到2株苯胺降解菌,从菌落、细胞形态、生理生化及16S rRNA基因扩增测序等方面对2株菌进行了鉴定,并比较分析2株菌在好氧与缺氧条件下的苯胺降解、偶氮染料脱色及苯胺脱氨氧化酶基因tdnQ和黄素还原酶基因(fre)的携带情况.结果表明,2株菌属于Pseudomonas属和Shewanella属,分别命名为Pseudomonas sp.AN30和Shewanella sp.DN425.AN30菌株在振荡好氧条件下72h内对250mg/L苯胺的降解率为96.1%,DN425菌株的降解率为13.8%;在静置缺氧条件下AN30菌株的苯胺降解率为39.6%,DN425菌株的降解率仅为8.6%.DN425菌株在静置缺氧条件下4h内可将初始浓度为50 mg/L的偶氮染料酸性大红彻底脱色,而AN30菌株对酸性大红不具有脱色能力.以总DNA为模板,分别用tdnQ基因和fre基因特异性引物进行扩增,2株菌均能扩增出大小分别为380bp和630bp左右的目标条带,显示2菌株均携带有苯胺脱氨氧化酶基因和黄素还原酶基因.     

17α-乙炔基雌二醇降解菌的分离鉴定及降解特性

从避孕药生产厂废水处理站的活性污泥中驯化、分离到1株能够以17α-乙炔基雌二醇(17-αethynylestradiol,EE2)为唯一碳源和能源生长的菌株JCR5.经过对其形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析,该菌株为鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium sp.).研究表明,菌株JCR5利用EE2生长的适宜温度为25～40℃,培养基初始pH为7～9.金属离子Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺能够促进菌株的生长,而Zn²⁺、Ag⁺、Pb²⁺、Ca²⁺和Al³⁺离子对菌株的生长具有不同程度的抑制作用.菌株JCR5在10d内对初始底物浓度为30mg·L^-1EE2的降解率可达到87%.     

酚降解菌株的分离、鉴定和在含酚废水生物处理中的应用

从石油化工厂的活性污泥和废水混合物中分离到10个降解酚的细菌菌株,经16S rRNA基因序列分析,5个菌株(PD1、PD2、PD6、PD7和PD39)被鉴定为假单胞菌(Pseudomonas sp.),4个菌株(PD4、PD5、PD8和PD9)为不动杆菌(Acinetobacter sp.),1个菌株(PD3)为丛毛单胞菌(Comamonas sp.).对假单胞菌(Pseudomonas sp.)PD39菌株的酚降解特性、最适生长条件、降解底物的范围、儿茶酚1,2-双加氧酶(C12O)和儿茶酚2,3-双加氧酶(C23O)活性、含酚废水的生物处理等,进行了详细研究.结果表明,PD39菌株的最适生长和降解条件是,培养基的起始pH为7.0,培养温度为30℃,酚浓度为800 mg/L,对酚的最大降解浓度为1 200 mg/L.酚浓度为637 mg/L的工业废水经72 h处理酚的去除率达到99.96%.PD39菌株有很好的应用潜力来作含酚废水活性污泥处理系统的强化菌株.