耐盐苯酚降解菌Staphylococcus sp.的分离及降解特性

从巴丹吉林沙漠盐湖表层沉积物中筛选到一株高效耐盐苯酚降解菌CL.测定了菌株CL的生理生化指标、16S rRNA基因序列,通过动力学模型探究了该菌株的生长和苯酚降解特性,同时考察了固定化对其耐受及降解苯酚能力的影响.结果表明,菌株CL属于葡萄球菌属(Staphylococcus sp.),在温度30℃、pH 7.0—8.0、盐度0—10%和苯酚浓度100—200 mg·L~(-1)条件下,该菌株能高效降解苯酚,其降解率均在85%以上.菌株CL对不同浓度苯酚的降解符合Haldane模型,其最大比降解速率和抑制常数分别为0.32 h~(-1)和351.70 mg·L~(-1),同时该菌株在不同盐度下对苯酚的降解符合Ghose and Tyagi模型.固定化可以明显增加菌株CL对苯酚的降解和耐受能力.菌株CL在高盐环境下能够高效降解苯酚,具有生物处理高盐含酚废水的潜力.     

活性污泥动力学模型的建立及在完全混合式污泥系统中的应用

首先建立了微生物衰减系数和污泥浓度、底物浓度的函数关系式,带入Lawrence-McCarty第一方程式得到了Logistic方程形式的微生物生长方程式.在分析污泥泥龄和污泥停留时间关系基础上,引入Monod方程建立了活性污泥动力学模型,推导证明了Lawrence-McCarty方程式是模型静态条件下的表达形式.用建立的活性污泥动力学模型对完全混合式污泥系统进行了模拟,并分析了水力停留时间Hydraulic retention time(HRT)和污泥停留时间Sludge retention time(SRT)对完全混合式污泥系统的影响,表明模型能很好地对活性污泥系统的动态过程进行模拟.根据模型编程画出了污泥系统相关变量关于HRT和SRT变化的三维曲面图,通过编程将复杂模型看作一定输入输出的函数,使得模型更易于应用和推广.     

一株高效邻苯二甲酸二丁酯降解菌的筛选、鉴定及其降解特性研究

从活性污泥中分离出1株以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为碳源和能源生长的高效降解菌DP-2,经形态观察、生化鉴定及16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为不动杆菌(Acinetobacter sp.).采用单因素试验研究了不同试验条件(接种量、DBP浓度、NaCl浓度和碳源)对菌株DBP降解特性的影响,结果表明:接种量大于10%时,菌株DP-2在3 d内对初始浓度为10 mg·L~(-1)的DBP降解率可达到90%以上;DBP初始浓度为5—50 mg·L~(-1)时,菌株在6 d内对DBP降解率均能达到90%以上,但高浓度DBP会影响菌株DP-2生长,DBP浓度为1000 mg·L~(-1)时,DBP降解率仅为26.88%;菌株降解DBP的最佳NaCl浓度范围为0—20 g·L~(-1);此外,醋酸钠、蔗糖、葡萄糖添加对于菌株降解DBP均有一定的促进作用,其中葡萄糖效果最为明显.在此基础上,采用响应曲面法优化了菌株降解DBP的培养条件并进行了试验验证,在盐度为5 g·L~(-1),接种量为17.14%,底物浓度为9.81 mg·L~(-1),菌株对DBP的降解率为85.86%.     

一株微囊藻毒素-LR降解菌的降解特性

研究了从某人工湖底泥中筛选出的1株能够降解微囊藻毒素-LR(MC-LR)的菌株JM13的降解特性.实验结果表明,当加入50 mg·L-1淀粉作为外加碳源时,菌株对初始浓度为0.5 mg·L-1MC-LR的降解率可达44.5%;低浓度重金属Cu2+的加入可在一定程度上提高菌株对MC-LR的降解,降解率可达到44.8%;随着时间的延长,菌株对MC-LR的降解率不断增大,到第10天达到52.6%,当投入菌龄为36 h的菌悬液时,降解率可达到55.4%.对该菌株细胞表面疏水性(CSH)的测试结果显示,在菌JM13细胞表面疏水性最大的情况下(即有机∶相水相=3∶4时),添加淀粉及低浓度(0.5 mg·L-1)Cu2+可以在一定程度上抵御降解过程中细菌表面疏水性的降低,使菌体细胞能更好地同污染物接触,从而在一定程度上提高菌株对MC-LR的降解.     

一株高效甲醛降解菌的分离筛选与降解特性研究

甲醛是一种被广泛使用的重要化工原材料和有机溶剂,其35%~40%的水溶液是医学上和科研上常用的防腐剂。然而,甲醛作为一种原生毒素,具有强烈的致癌作用,将其释放到环境中不仅严重危害人体健康,而且具有极大的环境风险。利用微生物降解甲醛已成为治理甲醛污染的重要方法。为了获得高效的甲醛降解微生物,该研究采集北京某污水处理厂的活性污泥作为菌种分离源,利用稀释平板涂布及平板划线的方法分离纯化得到一株能以甲醛为唯一碳源生长的降解菌株,并将其命名为MCA01(CGMCC11443)。通过对该菌株的菌落形态和菌株形态进行观察,并采用法国生物-梅里埃公司的VITEK 2COMPACT全自动微生物分析系统及其配套的革兰氏阴性鉴定板对该菌株进行常规快速鉴定,结果显示,MCA01与恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的相似度为99%。利用PCR扩增得到菌株的16S rRNA基因,并基于测序所得序列对菌株MCA01进行了BLAST比对及系统发育分析,结果指出此分离菌株与Pseudomonas putida的同源性为100%。综合上述方法,鉴定所分离的菌株MCA01属于恶臭假单胞菌。在以甲醛为唯一碳源的基础培养基中对菌株MCA01的甲醛耐受性及降解特性进行了研究,结果显示菌株MCA01至少能耐受1 600 mg·L~(-1)的甲醛浓度。当甲醛初始浓度≤1 000 mg·L~(-1)时,菌株MCA01能够在12 h内完全降解溶液中的甲醛;当甲醛浓度增至1 600 mg·L~(-1)时,菌株MCA01在24 h内对甲醛降解率为38.5%。菌株MCA01对甲醛具有良好的降解效率,该研究结果对殡仪场所内防腐废水等受甲醛污染环境的微生物治理具有较好的科学意义和应用价值。     

低温条件下苯酚降解菌的分离鉴定及降解特性

在15℃低温的条件下,从本溪钢铁集团公司焦化厂曝气池活性污泥中分离、筛选得到1株高效苯酚降解菌,即Bb-2,它对起始质量浓度为400 mg·L-1的苯酚降解率为74.8%.经形态观察和生理生化实验,初步鉴定为假单胞菌属.该菌株能在4～40℃的温度条件下生长繁殖,因此为耐冷菌.当醋酸钠和葡萄糖作为第二碳源存在时,促进了低温下Bb-2对苯酚的生物降解.采用反应动力学方程拟合其降解过程,初始苯酚质量浓度较低时,遵循Monod方程;初始质量浓度较高时,其降解过程以基质抑制型的Haldane方程为主.     

硝基苯在江水中生物降解动力学模拟研究

以第二松花江哨口断面江水为微生物源,对硝基苯的生物降解动力学进行研究。结果表明,硝基苯在江水中的生物降解过程可由对数方程S=S_0+X_0(1—e~(μmt))描述;丙酮作标准液溶剂时,硝基苯的生物降解速率符合一级动力学方程;由此得到硝基苯生物降解动力学参数,即微生物最大比增长速率μm和一级速率常数K。硝基苯的初始浓度(53.5—535μg/L)对l'm没有明显的影响,温度、驯化条件对μm的影响显著,硝基芳烃、氯苯类化合物对硝基苯的降解有抑制作用。     

十二烷基硫酸钠降解菌株Pseudomonas sp. SDS-2的降解能力及其低温降解活性的调控（英文）

尽管生物法已广泛用于表面活性剂废水的处理,但低温对微生物的代谢活性产生明显不利影响,导致出水难以稳定达标.对筛选到的十二烷基硫酸钠(SDS)降解菌的降解能力进行考察,并对不同调控策略作用下该菌株的低温降解活性进行评估.对筛选到的菌株进行16S rRNA基因序列测定与分析.该菌株在不同温度、pH、底物浓度、接种量下的降解能力以及不同调控策略(低温驯化、外源物质添加)下的低温降解活性均以化学需氧量(COD)的去除率间接表示.结果筛选到一株SDS降解菌,命名为SDS-2. 16S rRNA基因序列分析表明该菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株的最佳生长条件为30℃、pH 9和120 mg/L氨浓度,而接种量对其降解活性无明显促进作用.当SDS初始浓度为2 500 mg/L时,该菌株对SDS的去除速率(以COD计)可达到355.3 mg L~(-1) h~(-1). 15℃下,长期驯化可使该菌株的降解活性达到30℃时的水平;10℃下,添加外源物质丁二酸钠和硝酸钾可使COD的去除率在48 h内分别提高25.3%和24.6%;外加蛋白胨和复合维生素可使COD的去除率在24 h内分别提高22.8%和11.7%.本研究筛选到的Pseudomonassp.SDS-2具有高的SDS降解活性,可为实际含SDS表面活性剂废水的处理提供微生物资源;同时,本研究中的调控策略亦可为SDS低温生物处理提供潜在处理方法.     

一株邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)高效降解菌的筛选及其降解特性

邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是一种高分子量的邻苯二甲酸酯(PAE),因高用量、难降解性成为一种全球性的有机污染物.从二沉池活性污泥中筛选出一株革兰氏阴性菌,能够以DEHP作为唯一碳源和能源,高效降解DEHP,命名为XB.基于其形态、生化特性以及16S r RNA基因序列分析,鉴定为Pseudomonas sp..优化其降解100 mg·L~(-1)DEHP的条件,结果表明最佳降解条件为:温度30—35℃,p H 7.0.同时,不同初始浓度下DEHP的降解动力学研究表明Pseudomonas sp.XB对DEHP的降解符合一阶动力学模型.当DEHP浓度为100 mg·L~(-1)时,降解半衰期大约为8.25 h.通过GC-MS检测到了菌株XB降解DEHP的代谢产物,如邻苯二甲酸(2-乙基己基)单酯(MEHP)和2-乙基己基醇,推导了其降解途径.菌株Pseudomonas sp.XB还可以以其他3种常见PAEs(DMP、DEP、DBP)、苯酚、苯甲酸钠以及邻苯二甲酸等有机化合物为唯一碳源和能源生长,表明其降解环境有毒物质的能力.结果证明Pseudomonas sp.XB作为生态修复PAEs生物强化菌具有潜在的适用性.     

溶藻细菌Microbacterium oleivoran 溶藻进程与叶绿素降解动力学

从太湖土著花鲴鱼肝、肠等内脏中筛选出7株具有溶藻功效的菌株,其中溶藻率最高的1株菌命名为GHJ,经DNA测序并构建系统发育树,确定该菌属于微杆菌属(Microbacterium oleivoran),以太湖流域常见藻类———铜绿微囊藻为溶藻对象,以叶绿素a(Chla)含量变化表征溶藻特性,初步揭示溶藻进程中的GHJ菌生长动力学和铜绿微囊藻降解动力学机制,探讨了二者相关关系.结果表明,GHJ的溶藻进程是通过直接溶藻与间接溶藻协同作用,破碎并溶解藻细胞,其在牛肉膏蛋白胨培养基中生长曲线符合Logistic生长模型,动力学方程为■,R~2=0.9797.菌藻比为1:12时的溶藻率最高达到99.60%,此条件下叶绿素与溶藻时间之间的关系符合一级动力学模型[Chla]=111.96×e~(-0.21t),R~2=0.8997;所取菌藻体积比在1∶8—1∶50范围内的叶绿素减少量与溶藻过程时间关系均符合一级动力模型,R~2介于0.6897—0.8997之间,GHJ菌在整个溶藻过程中溶藻趋势相同.本研究可为溶藻菌菌种来源和溶藻过程其他工程应用提供基础理论支撑.     

Fenton试剂氧化降解微囊藻毒素-LR

研究了Fenton试剂氧化降解微污染水体中微囊藻毒素MC-LR的效果,在H2O2浓度1.5mmol·l-1,Fe2 浓度0.10 mmol·l-1,反应温度为25±1℃,pH值为4.18及反应时间为30min的条件下,浓度为0.41mg·l-1的MC-LR去除率可以达到92.4%,降解过程符合准一级反应动力学.Fenton试剂氧化体系能有效地降解MC-LR,特别是在紫外光的照射下,MC-LR的降解速率得到大幅度提高.紫外光能促进Fe3 还原为Fe2 ,所以光助Fenton试剂氧化反应中可以使用Fe3 代替Fe2 .     

单壁碳纳米管对Arthrobacter sp.W1生长及苯酚降解功能的影响

单壁碳纳米管(SWCNTs)对大肠杆菌等模式菌株的生长抑制作用明显,为了解SWCNTs对具有环境功能的菌株的作用,以苯酚降解菌Arthrobacter sp.W1为对象,考察不同浓度SWCNTs下菌株W1的生长曲线和苯酚降解曲线,并通过扫描电镜观察、细胞凋亡检测、DNA泄漏量分析和活性氧产量分析考察作用机制.结果表明,特定浓度范围的SWCNTs(0.5-5.0 mg/L)会加快W1的苯酚降解速率,且1.5-2.0 mg/L SWCNTs不抑制W1的生长.SWCNTs在溶液中形成团簇并吸附W1细胞,且对W1产生以物理穿刺为主的毒性作用,但在特定浓度范围的SWCNTs条件下,SWCNTs-菌株-苯酚体系增加了菌体与苯酚的接触机会,从而对W1生长和苯酚降解产生明显的促进作用.本研究结果可为进一步揭示SWCNTs的环境微生物效应提供理论依据.     

厌氧条件下土壤中有机氯降解动力学模型及其参数优化——以五氯酚（PCP）为例

研究厌氧条件下土壤中有机氯降解动力学模型及其参数优化方法,对阐明有机氯降解的动力学反应机制具有十分重要的理论意义。文章以厌氧条件下土壤中五氯酚（PCP）降解为例,归纳介绍了两类用于描述土壤中PCP降解动力学过程的模型：一类模型是不考虑微生物生长的基质降解模式,以一级动力学模型最有代表性,但这类模型多数情况下没有或没有完全体现环境因素对PCP降解的抑制作用;另一类模型是考虑微生物生长的基质降解模式,以Monod动力学模型使用最普遍,但这类模型只在微生物生长的指数期适用,对延迟期、稳定期和衰亡期需经扩展才可应用。logistic动力学模型可广泛用于以上两类模型,是可以近似地描述微生物经适应过程和共代谢作用而致有机氯降解的简单模型。文章还总结了有机氯降解非线性模型参数的优化方法,并对其优缺点进行了分析和比较。针对目前土壤中有机氯降解动力学模型及其参数优化研究中存在的问题,对今后的研究方向进行了展望。     

一株聚乙烯降解菌的筛选及其降解特性研究

为解决聚乙烯塑料在自然环境中难降解的问题,从土壤中分离出一株降解菌用于聚乙烯塑料生物降解研究。经筛选纯化,对该菌进行生理生化实验、16Sr DNA序列分析和系统发育进化树构建;将菌株接种于以不同相对分子质量聚乙烯粉末(相对分子质量分别为2000、5000、100 000)和膜片(相对分子质量400 000)为唯一碳源的基础液体培养基中,于30℃、180 rpm下培养;采用分光光度法每隔24 h测定菌体生长浓度、总蛋白含量、还原糖含量以及p H值;培养14 d,采用ABTS法和愈创木酚法测定漆酶和锰过氧化物酶酶活力;培养60 d,称量聚乙烯残留物质量,于扫描电子显微镜下观察膜片表观,对膜片力学性能变化进行测定。鉴定结果表明,该菌为放线菌属的东方拟无枝酸菌(Amycolatopsis orientalis);菌生长浓度随聚乙烯相对分子质量的增大而减小;胞外蛋白质量浓度为(27.625±0.400)~(0.958±0.180)μg·m L~(-1);还原糖质量浓度为(15.664±1.764)~(2.660±0.000)μg·m L~(-1);p H值显著下降;漆酶和锰过氧化物酶酶活力酶活力分别为3 500~3 000 U·L~(-1)和2 600~2 000 U·L~(-1);聚乙烯失重率为(35.81%±0.39%)~(5.57%±0.22%);电镜观察发现膜片表面出现大量降解孔洞和大面积菌体附着;膜片力学性能显著下降;亲水性增大,表面能增大。证明东方拟无枝酸菌能够直接作用于普通聚乙烯塑料表面,是一株高效的降解菌株。推测该菌通过分泌胞外酶氧化聚乙烯长烃链,降低聚乙烯表面能,且在降解过程中产生酸性物质,长烃链最终转化成小分子物质;在菌株降解聚乙烯中起直接作用的酶为漆酶和锰过氧化物酶。     

一株既产表面活性剂又高效降解石油烃菌株的鉴定及降解效果

在修复石油烃污染的环境时,多采用表面活性剂增强修复效果,而一些微生物既能降解石油烃,又能代谢分泌表面活性剂,从而促进油的乳化,提高油的分散程度,增大菌株和油珠的接触面积,提高其对石油烃的降解,增强修复效果。该研究从石油污染土壤中筛选出一株既产生物表面活性剂又高效降解石油烃的菌株B-6。通过观察形态特征、生理生化试验及16S r DNA序列分析,对菌株进行鉴定。并研究了菌株产生物表面活性剂及降解石油烃的特性。实验结果表明,B-6初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。菌株B-6的发酵液经粗提后,得到黄褐色粘稠状生物表面活性剂粗品,其产量为2.19 g·L~(-1)。红外光谱分析表明,菌株B-6在代谢过程中能产生糖脂类生物表面活性物质。该菌株用于水中石油烃的降解,石油烃初始浓度为2 000 mg·L~(-1),120 r·min~(-1)、30℃下振荡培养5 d后,菌株对石油烃的降解率达99.13%。     

水体中二氧化钛(P25)光催化降解甲芬那酸的机理

本文研究了甲芬那酸(MEF)在UV-P25光催化降解下的行为和产物.结果表明,在紫外光照下P25能够快速催化降解MEF,实验浓度下很好地符合准一级动力学模型,速率常数为0.338 min~(-1).碱性溶液有利于MEF的降解,随着p H值从5.0增加到10.0,速率常数从0.271 min~(-1)增加到了0.388 min~(-1).采用硝基苯作为分子探针鉴定了P25光催化降解MEF过程中生成的羟基稳态浓度为0.58×10~(-1)2mmol·L~(-1),通过异丙醇猝灭计算出羟基自由基贡献率为95.7%,由此推算MEF与羟基的实际二级反应速率常数为1.04×1010L·(mol·s)~(-1).采用UPLC/MS/MS鉴定了MEF降解产物,推测MEF的光催化降解途径主要涉及脱氢反应、羟基化反应和酮化反应.发光菌急性毒性试验评价MEF降解过程中中间产物的毒性变化表明,UV-P25是一种有效降低MEF毒性的方法.     

纳米TiO2薄膜光催化降解橡椀栲胶的研究

以Ti(OC4H9)4为原料,溶胶-凝胶法制备纳米TiO2 薄膜,用原子力显微镜(AFM)观察了纳米TiO2薄膜的形貌,X-射线衍射(XRD)考察相同条件下粉体的相结构.研究水中橡椀栲胶的光催化降解行为.结果表明,橡椀栲胶的降解可用Langmuir-Hinshelwood方程来描述,即浓度较高时,栲胶降解液的光催化降解符合零级动力学方程;浓度较低时,栲胶降解液的光催化降解符合一级动力学方程.外加H2O2对橡椀栲胶的光催化降解有极大的促进作用,但这种促进作用会因为光生电子效率的影响而有一个极限值.在远离橡椀栲胶溶液等电点的起始pH值条件下光催化降解效果较好,且在碱性条件下的降解速率高于酸性条件下的降解速率.     

烷烃降解菌的筛选、鉴定及优势菌株的降解特性

以正庚烷为唯一碳源,从长期受到石油污染的土壤中筛选获得可利用正庚烷的微生物14株.通过形态观察和16S rDNA序列比对,鉴定G2、G9、G14为红球菌属,G3、G27为人苍白杆菌属,G4、G7为芽孢杆菌属,G5、G10、G15、G25为节杆菌属,G16为缺陷短波单胞菌,G17、G22为嗜麦芽寡养单胞菌属.通过考察其降解烷烃的能力,确定Rhodococcus sp.G2为烷烃降解优势菌株.该菌株可代谢庚烷获得最大菌体浓度D600 nm=7.51.同时该菌对不同碳链长度的烷烃,如十二烷、十六烷、煤油和二甲苯均具有较强的降解能力,以十二烷为碳源的最大比生长速率为0.37 h-1,最高菌体浓度为D600 nm=12.00,在正十六烷中生长,最大比生长速率为0.23 h-1,在煤油中生长,最大比生长速率为0.14 h-1,在以二甲苯为唯一碳源时,D600 nm也可达到1.00左右.研究表明该菌株对于石油污染土壤的生物修复有很大的应用前景.图6表2参9     

一株同时降解3种邻苯二甲酸酯降解菌的筛选鉴定及降解特性

选择邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二丁酯(DnBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)作为目标污染物,采用富集驯化法从设施菜地土壤中筛选出1株可同时降解DMP、DnBP和DEHP的细菌MB1.经形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.).通过正交试验研究了该菌株的最优降解条件以及最优条件下该菌株的生长曲线和降解曲线,最后在培养条件下研究了该菌株对人工污染土壤中邻苯二甲酸酯的降解特性.结果表明,菌株MB1的最优降解条件为:pH值为8,温度为25℃,接菌量为5%,每种邻苯二甲酸酯浓度为300 mg·L~(-1).在此最优条件下该菌株呈S型曲线增长,7 d后无机盐培养液中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为99.62%%、99.65%和55.26%.人工污染土壤中空白试验和投加菌株试验结果为:在不添加菌液的处理中,灭菌土壤21 d时DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为3.86%、4.19%和2.01%;未灭菌土壤21 d时对DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为4.82%、5.99%和3.44%.在添加菌液的处理中,21 d时土壤灭菌处理中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别达94.45%、95.65%和39.21%;而土壤未灭菌处理中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别达94.93%、95.99%和41.16%.该结果表明:土壤中土著微生物仅能降解微量PAEs,菌株MB1对土壤中DMP、DnBP和DEHP等3种PAEs污染物具有较为高效的降解能力,未灭菌土壤中邻苯二甲酸酯的降解效果略高于灭菌土壤.     

电-Fenton法降解青霉素的动力学研究

采用电-Fenton法处理青霉素钠(Penicillin G sodium, PGN)模拟废水,当T=20℃,pH=3时,投加0.5g·l-1 FeSO4和0.2ml·l-1 H2O2,在0.6A电流下降解青霉素钠废水(100 mg·l-1), 20min后青霉素钠去除率为79%,40min后去除率为95%.拟合实验数据得到青霉素钠降解反应的速率方程式为:-d[PGN]/dt=2.35×106 exp(-32869.4/RT )[Fe2 ]0.53[H2O2]0.8[PGN]1.14反应速率常数和反应级数表明,初始阶段降解反应进行非常迅速,且H2O2浓度比Fe2 浓度对电-Fenton降解反应的影响重要.