一株苯酚降解菌的分离鉴定及响应面法优化其固定化

从太原市焦化厂废水活性污泥中分离、筛选出一株苯酚降解细菌,经生理生化反应和16S rRNA鉴定,该菌株为Diaphorobacter属细菌,命名为PD-07.代谢机制研究表明,苯酚可诱导该菌合成邻苯二酚2,3-加氧酶降解苯酚.为了提高该菌株对苯酚的降解率,以海藻酸钙为材料,对该菌株进行包埋固定化研究.首先采用Plackett–Burman实验设计筛选出影响固定化菌株苯酚降解率的关键因素,然后采用最陡爬坡实验逼近最大苯酚降解率响应区域.最后用Box–Behnken实验设计及响应面回归分析,应用二次方程对实验数据进行拟合得,拟合曲线与实验实测值相关性良好,最佳条件为海藻酸钠浓度3.83%(m/V)、CaCl2 0.3mol/L、菌胶比1:26.73、固定化时间2h、摇床转速180r/min、培养温度30℃、初始pH值7.2、液固比4.86:1,在此条件下苯酚降解率可达96.89%.     

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.     

基于响应面法优化一株低温耐盐芘降解菌共代谢条件的研究

为了提高低温耐盐芘降解菌DYC-1的共代谢降解率,在已获悉菌株降解最优pH值、初始浓度、摇床转速和接菌量的情况下,利用Plackett-Burman实验设计筛选出影响菌株DYC-1降解PAHs芘的3个外加碳源显著影响因子为葡萄糖、水杨酸和菲,用最陡爬坡实验逼近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,确定其最优共代谢条件为:葡萄糖225.83mg/L,水杨酸112.10mg/L,菲198.06mg/L;在此条件下培养10d,芘降解率可达到50.69%,相对于不加共代谢底物时提升了23.14%.表明响应面法对菌株共代谢条件的优化合理可行.     

高效降酚菌Bacillus sp.JY01的固定化及降解特性研究

以海藻酸钠作为载体将降酚菌株Bacillussp.JY01进行固定化包埋,并通过正交实验确定了该菌株固定化细胞制备的最优条件;研究并对比了固定化细胞和游离细胞的降酚性能,研究结果表明最佳固定条件为:海藻酸钠质量分数3%菌液量:海藻酸钠水溶液体积比4:30、氯化钙含量为3%、钙化交联时间8h;固定化细胞降解苯酚的最适温度是32℃,最适pH值范围为7.0～7.5,最适条件下能高效降解质量分数为1300mg/L的苯酚溶液,固定化细胞重复利用8次苯酚降解率仍可达到96.8%,该固定化细胞降酚性能优于游离细胞。这将为该细菌进一步应用于含酚工业废水的生物处理提供可靠的控制条件。     

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.     

CTN-4降解百菌清的条件优化及动力学模型的研究

选用已筛选出的以百菌清为唯一碳源的降解菌株Pseudomonas sp. CTN-4作为百菌清降解菌.采用CCD设计试验,以响应面法优化CTN-4降解百菌清的条件,并建立了降解模型.结果表明,CTN-4降解百菌清的最优条件为:百菌清浓度为102.66mg/L,葡萄糖量为0.40%,初始pH值为7.05.在该条件下理论预测百菌清降解率可达93.89%,与在该条件下测定的实际值95.07%基本吻合.实验表明温度, pH值以及百菌清的初始浓度对百菌清的降解过程都有较大影响.百菌清的降解动力学模型与Compertz模型较为相似,可以用修饰过的Compertz模型进行拟合.     

PVA固定化Corynebacterium sp.JY03降解苯酚的特性研究

以PVA(聚乙烯醇)作为载体将降酚菌株Corynebacterium sp.JY03进行固定化包埋处理,正交试验确定该菌株固定化细胞制备的条件,然后对固定化细胞的降酚性能进行研究。试验确定最佳固定条件为:PVA质量分数为6%,菌液量/PVA水溶液体积比为6/30,氯化钙含量为2.0%,钙化交联时间为8 h;固定化细胞降解苯酚的最适温度为30~35℃,最适pH值为6.5~7.5,在初始苯酚浓度为700 mg/L,装液量50 mL,培养42 h后,苯酚降解率达99.1%。固定化细胞重复利用6次苯酚降解率仍高于85.2%,其性能优于游离细胞,这将为该菌株进一步应用于含酚废水的生物处理提供实践条件。     

一株耐盐高效苯酚降解菌的筛选、鉴定、响应面法优化与降酚动力学研究

从海利(常德)有限公司污水处理池水样中分离得到1株耐盐高效苯酚降解菌,该菌可在盐度1%~8%、p H4.0~10.0、温度15~40℃条件下以苯酚为唯一碳源生长,命名为zht I.通过形态特征、生理生化反应、16S r DNA鉴定和BLAST序列比对构建系统发育树,确定菌株zht I为一株不动杆菌Acinetobacter guillouiae;利用Plackett-Burman实验确定葡萄糖浓度、苯酚浓度、p H值为影响菌株zht I降解苯酚的主要因素;采用中心组合实验设计,结合Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定菌株zht I在苯酚浓度801.6 mg·L~(-1)、葡萄糖浓度5.56%、p H值7.3、接种量6%、温度30℃、盐度3%条件下培养72 h,菌株zht I对苯酚的降解率达到93.23%.经降解动力学研究发现菌株zht I对苯酚的最大耐受浓度为1700 mg·L~(-1),菌株zht I降解苯酚的动力学模型符合典型的底物抑制模型,降酚动力学参数为:μmax=2.142 h~(-1),KS=126.952 mg·L~(-1),Ki=476.191 mg·L~(-1).     

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.     

高效降解黑臭废水细菌的筛选及鉴定

以筛选出能够高效降解黑臭废水的更多细菌为目的,从不同重污染水体和底泥中筛选获得了多种细菌,并对其降解能力进行检测。净化实验结果表明,筛选出的50多株细菌中有12株对废水COD有明显的降解效果,降解率在45%以上;有4株菌对废水氨氮有明显的降解效果,降解率在30%以上,其中4号菌株对COD和氨氮都有很高的降解能力。经16SrRNA基因鉴定,4号菌株为不动杆菌属,由单因子优化实验得出4号菌株生长的最适条件为:温度30℃,pH7.5,转速180r/min,培养时间为22h时,微生物达到稳定期。在此条件下,4号菌株对自然黑臭废水COD和氨氮的降解率可达到92%和72%。     

1株金霉素降解菌的筛选及基于响应面法的降解条件优化

从河南驻马店金霉素制药厂活性污泥中分离、筛选出1株金霉素降解菌,经16SrDNA鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),命名为JMS-B01。为进一步提高该菌株的金霉素降解率,对其进行降解条件优化。采用正交试验确定显著影响金霉素降解率的3个因素(温度、金霉素浓度、接种量),通过Box-Behnken试验设计及响应面法分析确定最佳降解条件。结果表明:拟合所得的预测值与实际值相关性良好,最佳降解条件为温度34.0℃、金霉素浓度102.5 mg/L、接种量2%(体积分数),在此条件下金霉素降解率可达到96.50%。其中,温度是影响菌株JMS-B01对金霉素降解率的最重要因素之一。     

一株醚苯磺隆降解菌的分离、鉴定及固定化应用研究

从某农药厂的活性污泥中富集、筛选出一株醚苯磺隆的共代谢降解菌株MB-1,鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。研究碳源、醚苯磺隆初始浓度及接菌量对菌株降解特性的影响,实验结果表明:葡萄糖为200 mg/L,醚苯磺隆初始浓度为200 mg/L,接菌量为1%时,MB-1对醚苯磺隆的降解效果最佳。采用海藻酸钠固定化技术对菌株MB-1进行固定化。结果表明海藻酸钠质量分数为4%,CaCl_2质量分数为2%,接菌量为2%,钙化时间为4 h时,固定化菌株对醚苯磺隆废水的降解效果良好。将固定化MB-1小球投入实验室规模的SBR装置中进行应用发现,固定化MB-1菌株可以持续高效降解醚苯磺隆废水。     

1株对叔丁基邻苯二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1株能以对叔丁基邻苯二酚(p-tert-Butylcatechol,TBC)为唯一碳源和能源生长的菌株YH1.经形态特征、生理生化、BIOLOG细菌自动鉴定系统和16S r DNA序列分析,鉴定菌株YH1为皱纹假单胞菌(Pseudomonas corrugate).在温度为24~36℃,p H为7.0~10.0的条件下,菌株YH1可使浓度低于500 mg·L-1的TBC降解率达到82%以上.运用单因素实验初步确定TBC降解的最适外加碳源和氮源分别为蔗糖和胰蛋白胨,最适温度为30℃,最适初始p H为7.0,最适接种量为2%.为了提高降解率,首先利用Plackett-Burman实验设计评估并筛选出影响TBC降解的3个关键因素:蔗糖、胰蛋白胨、初始p H.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蔗糖浓度3%(ρ)、胰蛋白胨浓度1.44%(ρ)、TBC浓度400 mg·L-1、初始p H值8.12、接种量2.97%(φ)、温度30℃、培养时间96 h,在此条件下TBC降解率可达98.21%.TBC降解酶活性及酶定域实验表明,菌株YH1相关降解酶为胞内酶,且TBC可诱导邻苯二酚1,2双加氧酶(C12O)的合成.通过降解酶特异性引物从菌株YH1扩增得到C12O基因片段,经质粒检测和消除实验发现菌株YH1相关降解基因位于质粒上.此外,菌株YH1能耐受高浓度Na Cl和多种重金属离子,对多种抗生素具有抗性.研究结果为有效处理复杂工业废水提供了理论基础.     

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.     

南海高效石油降解菌的筛选及降解特性研究

以南海10个采样点采集到的样品为研究材料,以石油降解率为筛选依据,初筛获得52株石油降解菌,从中进一步筛选出6株对石油烃有降解能力的细菌,通过16S rRNA序列分析对筛选得到的6株菌进行初步鉴定,并使用GC-MS内标法测定降解产物,对降解菌的降解特性进行进一步研究.结果表明,采用重量法筛选出来的6株细菌对石油的降解率为20%～55%.与Genbank中的16S rRNA基因序列BLAST对比结果显示,所筛选出的6株菌株中,3株菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus),2株菌株属于假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas),1株属于交替单胞菌属(Alteromonas).降解特性分析表明,所筛选6株菌的烷烃降解率均在40%以上,多环芳烃降解率均在70%以上,其中,菌株B08500m-3对石油中总烷烃和总芳香烃的降解效果较好,降解率分别为75%和87%.     

喹啉降解菌筛选及其对焦化废水强化处理

以喹啉为目标污染物,从焦化厂废水处理工段活性污泥中分离出1株能利用喹啉作为唯一碳源、氮源及能源的高效降解菌DQS-01,经16S rRNA基因分析鉴定为丛毛单胞菌科食酸菌属(Acidovorax sp.)菌株.通过考察不同培养条件下DQS-01降解菌的生物量及喹啉降解率随时间的变化,确定其最佳降解条件为接种量10%、摇瓶转速150 r·min-1、初始p H 8.0~10.0、温度35℃.应用Haldane方程对该菌在不同喹啉初始浓度下的生长动力学过程进行了模拟,拟合曲线与实验测定值相关性良好.将该菌与高效苯酚降解菌混合菌株用于焦化废水的生物强化处理,在移动床生物膜反应器(moving-bed biofilm reactor,MBBR)运行72 h后,对焦化废水COD的降解率达到87.4%.     

一株苯酚降解菌的分离和鉴定

:从工业废水中分离到一株高效降解苯酚的菌株PHEA 2 ,它能够在以苯酚为单一碳源和能源的无机培养基上生长 ,其最高苯酚降解率为 394nmol/ (mg·min) .经Biolog细菌自动鉴定仪鉴定 ,该菌株为醋酸钙不动杆菌 (Acinetobactercalcoaceti cus) .采用PCR扩增获得的该菌 16SrDNA片段 ,核苷酸序列分析结果表明 ,该菌株的 16SrDNA的核苷酸序列与醋酸钙不动杆菌同源性为 98% .在细菌系统发育分类学上 ,PHEA 2归属变形细菌γ亚类、不动杆菌属、醋酸钙不动杆菌 .     

盐度对细菌菌株降解苯酚的影响

从处理苯酚废水活性污泥中筛选分离到四株苯酚降解优势细菌菌株JHCFS1,JHCFS2,JHCFS3与JHCFS4,通过四株细菌在不同盐度条件下的苯酚降解率表明,随着盐浓度的逐渐升高,抑制作用逐渐增大,当NaCl,KCl浓度为4%时,四株细菌降解苯酚均受到显著抑制。苯酚浓度为1000mg/L,NaCl浓度为3%时,JHCFS2的降解率最高为83%,JHCFS4的降解率最低为47.20%;KCl浓度为3%时,JHCFS2的降解率最高为99%,JHCFS4的降解率最低为48%,表明四株菌在盐浓度(NaCl,KCl)低于3%的条件下可正常降解苯酚。通过对四株菌的16S rRNA基因克隆与序列分析,在NCBI进行BLAST获得同源性序列,利用Clustalx1.8软件和MEGA4.0软件进行同源性比较和系统发育学分析,结合生理生化特性将菌株JHCFS1,JHCFS2,JHCFS3与JHCFS4(GenBank收录号:FJ455076,FJ455077,FJ458437与FJ458438)分别归为Bacillus simplex,Bacillus cereus,Bacillus pumilus与Bacillus cibi,为降解苯酚提供了微生物物种资源。     

一株菲降解菌的分离鉴定及其固定化条件研究

从取自某焦化厂生物处理装置的活性污泥中分离筛选出一株菲的降解菌株PH1。经形态学观察和ITS序列分析,对PH1进行了菌种鉴定。采用累托石、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)作为固定化载体材料,氯化钙作为交联剂,将菲的降解菌包埋制备固定化微生物小球,通过正交实验确定了微生物小球的最佳制备条件。结果表明,菌株PH1初步鉴定为茄镰孢菌或该菌的一个株系。在微生物包埋量取10%(v/v)的情况下,固定化茄镰孢菌的最佳制备条件为:累托石2.5%,PVA11%,海藻酸钠0.3%,CaCl2 3%。对于初始浓度为40mg/L的菲溶液,游离茄镰孢菌经过108h对菲的降解效率达到49.25%,固定化茄镰孢菌小球可明显提高对菲的去除效果,经32h,去除率可达到100%。