异菌脲降解菌YJN-G的分离、鉴定及降解特性

为去除环境中异菌脲残留,从某农药厂废水处理系统的活性污泥中分离到一株异菌脲降解菌YJN-G,对其进行鉴定和降解特性分析.通过形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因序列相似性分析,将其初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.).当接种量为5%时,菌株YJN-G在24 h内能够降解100 mg/L的异菌脲.菌株YJN-G降解异菌脲的最适pH是7.0,最适温度为30-37℃.通过对其降解异菌脲产物的质谱分析,确定其代谢产物为N-(3,5-二氯苯基)-2,4-二氧代咪唑烷和异丙基氨基甲酸;菌株能够利用异丙基氨基甲酸生长,但是不能进一步降解N-(3,5-二氯苯基)-2,4-二氧代咪唑烷.菌株降解异菌脲的水解酶属于胞内酶.本研究结果可为异菌脲污染环境的生物修复提供菌株资源和理论依据.     

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%。     

一株菲降解菌的特性及相关降解基因的克隆

从石油污染土壤中分离到一株菲降解菌2F5-2.根据该菌株生理生化特征和16S rDNA序列相似性分析,将其初步鉴定为鞘氨醇杆菌属(Sphingobium sp.).该菌株在10 h内对100 mg/L的菲的降解率为100%.降解菲的最适温度为30℃,最适pH为7.对降解途径的初步研究显示,该菌株通过水杨酸途径降解菲.克隆了编码芳香烃双加氧酶α亚基的基因phdA,它与菌株Sphingomonas sp.P2、Sphingobium yanoikuyae B1、Sphingomonas sp.ZP1中phdA的同源性分别为97.9%、98%和100%,表明该基因具有保守性.图6参16     

麦草畏降解菌株Sphingobium sp.Dca-5的分离、鉴定及降解特性

麦草畏是一种广谱高效除草剂,随着抗麦草畏转基因作物的推广和使用,麦草畏的使用量急剧增加.为研究麦草畏的微生物降解机制,发掘新的麦草畏高效降解菌株和基因资源,从农药厂排污口土壤中筛选到一株以麦草畏为唯一碳源生长的鞘酯菌属(Sphingobium sp.)细菌Dca-5.该菌株48 h内完全矿化2.0 mmol/L的麦草畏,并检测到代谢产物3,6-二氯水杨酸,表明该菌株通过脱甲基起始麦草畏降解.Dca-5粗酶液在添加NADH时具有麦草畏脱甲基酶活性,但加入细胞色素P450抑制剂1-氨基苯并三唑、增效醚或马拉硫磷后酶活受到显著抑制.在Dca-5基因组中找到两个3,6-二氯水杨酸降解基因簇但未发现DMO和dmt同源基因.结果表明菌株Dca-5中的麦草畏脱甲基酶是一个新的细胞色素P450类单加氧酶.本研究为阐明麦草畏的微生物降解代谢机制,获得新的麦草畏脱甲基酶基因提供了菌株材料和理论依据;并且Sphingobium sp. Dca-5能快速矿化麦草畏,在麦草畏污染土壤的微生物修复方面具有良好的应用前景.(图8表1参27)     

氯代苯类化合物在土壤中的微生物降解

本文采用土柱装置对某地区城市污水中所含的氯苯、对-二氯苯和1,2,3-三氯苯在该地区土壤中的微生物降解进行了动态研究,并通过对-二氯苯在土壤及水中的降解实验,筛选出了可降解对-二氯苯的一株细菌,经鉴定为芽孢杆菌(Bacillus SP.),在对-二氯苯降解的同时,有氯苯出现并得到确证.     

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.     

一株除草剂氰氟草酯降解菌的分离鉴定与降解特性

氰氟草酯(Calofop-buty1)是一种芳氧苯氧羧酸酯类除草剂,其迁移、转化和分解等行为对环境及人类健康具有潜在危害.为了解其微生物代谢机制,从长期使用氰氟草酯的稻田土壤中分离到1株氰氟草酯降解菌株,命名为QDZ-B.菌株QDZ-B的16S rDNA基因序列长度为1 400 bp,在RDP数据库比对结果表明其与寡养食单胞菌属菌株的同源性最近,与模式菌株嗜麦寡养食单胞菌Stenotrophomonas maltophilia(AB008509)的同源性为99.8%.根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列同源性分析,将菌株QDZ-B鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.).接种量为5%时,菌株QDZ-B在基础盐液体培养基中5 d对100 mg L-1氰氟草酯的降解率约为88.2%.菌株QDZ-B的降解效果与接种量成正相关,但接种量大于5%时,降解效率趋于平稳.菌株QDZ-B降解氰氟草酯的最适温度为30℃,最适pH为7.0.通过质谱分析鉴定了3个菌株QDZ-B降解氰氟草酯的代谢产物,分别为氰氟草酸、氰氟草酰胺和2-氟-3-对-乙氧基苯氧基苯酰胺.     

产表面活性剂降解石油菌株产物性质及降解性能研究

微生物是组成生态系统的重要成员,在污染物去除中发挥着重要作用,是生物修复中的主力,然而在石油污染修复过程中,石油烃的疏水性会限制微生物对石油的降解,但一些微生物的细胞代谢物即生物表面活性剂,它是微生物在一定条件下代谢分泌产生的具有一定表面活性,集亲水基和疏水基结构于一分子的两亲性化合物,可以促进油的乳化,提高油的分散程度,增大菌株和油珠的接触机会,促进对石油烃的吸收和降解。在实验室分离得到了7株产表面活性剂石油降解菌株,经分子鉴定可知菌1和菌2都为粘质沙雷氏菌Serratia marcescens,菌3为居植物柔武氏菌Raoultella planticola,菌4,菌6和菌7都为克雷伯氏菌Klebsiella variicola,菌5为蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus。主要研究了它们的生长与表面活性剂物质分泌状况的关系,发现随着时间增加,OD值随之增大,表面张力呈现下降趋势;并对菌株产物进行提取和薄层层析,离子型分析和红外光谱分析,初步判断其产物均为阴离子糖脂类;通过pH,初始油质量浓度,接种量和盐度4个单因素的变化研究菌1粘质沙雷氏菌,菌3居植物柔武士菌,菌5蜡状芽孢杆菌和菌6克雷伯氏菌对石油类物质降解能力,发现菌3居植物柔武氏菌和菌5蜡状芽孢杆菌降解性能较好;通过响应曲面法优化蜡状芽孢杆菌的降解条件,得出其最佳降解条件为pH为5.02,油质量浓度为3 g·L-1,接种量为1199.98μL,盐度为0.5 g·L-1时,在此条件下,菌株对石油的降解率为66.94%。     

石油烃降解菌对环己烷及环己酮的降解作用

原油中的环烷烃难以被微生物利用,能长期存在被污染的环境中,对环境造成严重持久的污染.针对环烷烃的污染问题,就微生物降解环己烷,环己酮的特性进行了研究.从胜利油田石油污染土壤中分离到1株能够分别以环己烷、环己酮为唯一碳源的降解菌A-1,经形态及生理生化特征和16 SrDNA的全序列测序分析,初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.).通过摇瓶试验得出其最适生长条件为温度35 ℃,pH 7.0.当盐质量浓度在1020 g·L-1,环己烷体积分数在0.15 0.35 μL·mL-1,环己酮体积分数在0.200.30 μL·mL-1时,菌株A-1处于最佳生长状态.通过GC-MS分析,菌株A-1还能利用原油中C36C39的链烃,此外还能降解丙酮,辛烷,甲苯等链烃和芳烃.菌株A-1的生长条件和比较宽的底物利用范围的这一研究,为其更广泛的污染环境的生物修复提供了理论依据.     

一株无色杆菌属菌株对孔雀绿的脱色降解

从孔雀绿污染土壤中分离筛选出1株对孔雀绿染料有强脱色能力的菌株MGT3,根据其形态学特征和生理生化鉴定以及16S rDNA序列分析,初步鉴定为无色杆菌属(Achromobacter sp.)的菌株.在振荡培养条件下对该菌株的脱色反应条件进行了研究,结果表明,MGT3菌株的最适脱色pH为7,最适脱色温度为30℃,孔雀绿初始浓度小于50 mgL-1时有最佳脱色率,在最适脱色条件下脱色8 h,孔雀绿脱色率可达到90%以上,利用薄层层析法、紫外-可见分光光度计法、高效液相色谱法对孔雀绿脱色代谢产物进行了分析,结果表明,孔雀绿在脱色过程中被降解,生成了其他代谢产物.图8表1参26     

硝基苯降解菌的分离鉴定及降解特性

从化工厂污水处理池污泥中分离到一株能高效降解硝基苯的菌株XY-1,通过形态观察、生理生化特征和16SrDNA序列同源性分析,将该菌株鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株能以硝基苯为唯一碳源、氮源和能源生长,硝基苯初始浓度为200 mg/L时,20 h降解率可达97%.该菌在温度25～35℃、pH 7.0～9.0范围内均能高效降解硝基苯,并且对对氯硝基苯、对氯苯胺也有良好的降解效果.测序分析表明,克隆到了该菌中的硝基苯还原酶基因,推测该菌的降解途径是硝基苯部分还原途径.图6参19     

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     

混合菌对石油的降解

从含油污水中分离得到4株能高效降解石油的微生物菌株(X2、X3、X4、X5),经鉴定,4株菌分别属于黄单胞菌属(Xanthomonas sp.)、动胶菌属(Zoogloea sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)和邻单胞菌属(Plesiomonas sp.).通过观察4株菌在原油培养基中的生长变化过程,确定了其中的优势菌;并对4株菌进行复配实验以确定各株菌混合后的石油降解效果;用正交实验法确定达到最佳石油降解效果各菌的投加量;通过对残油的Gc-MS测定分析,确定各菌在降解石油时所起的作用.结果表明,混合菌株中菌X4为优势菌,且有高的降解效果(达68,60％),其它3株降解率不高的菌混合投加也能达到较高的降解效果(达63.17％),菌X4是混合菌株维持高降解率的关键;达到最佳降解效果的各菌投加量分别为0.1％、0.1％、0.5％、2.0％;菌X2和菌X3降解C12-C16直链烃和少量支链烃,菌X4和菌X5对C12-C22直链烃有好的降解效果.图2表4参10     

驯化的活性污泥强化降解土壤中氯酚的研究

以接种驯化的活性污泥为生物强化手段,在小型生物泥浆反应器中,研究了受氯酚污染土壤的修复情况.考查了添加驯化活性污泥对土壤中氯酚降解的强化效果,并对土壤中邻氯苯酚(2-CP)、对氯苯酚(4-CP)和2,4-二氯酚(2,4-DCP)在单一污染体系中的降解情况进行了研究.结果表明,在生物泥浆反应器中添加用邻氯苯酚(2-CP)驯化的活性污泥可以明显地促进土壤泥浆中2-CP的降解,是一种有效的强化手段.该方法对土壤中的4-CP和2,4-DCP也有较好的降解效果,对三种氯酚的降解速率由大到小的顺序为2-CP,4-CP,2,4-DCP.反应结束时,泥浆体系中剩余的氯酚基本都残留在土壤中,固液分离后的水相可以直接排放或者在土壤修复过程中循环利用.     

高氯酸盐降解菌的分离鉴定及特性研究

研究降解高氯酸盐环境污染物微生物的形态特征、分子系统特征、生长特性和降解活性。利用PCA选择性培养基富集分离高氯酸根降解菌,观察其形态,进行生理生化测定,用分子克隆技术获得菌株的16SrDNA基因并测序,并对菌株的16S rDNA基因序列进行比对和系统发育分析,并用培养技术和离子色谱法检测菌株对底物的利用和降解情况。从镇江江滨和镇江新区污水处理厂的活性污泥中分别分离到一株能降解高氯酸根的菌株JD14和JD125。此菌株在24～30℃条件下较快地降解底物高氯酸盐,其中在24℃下,15d内可以将初始质量浓度为1600mg·kg-1的高氯酸根降解（86±6.5）%。对两菌株的16S rDNA基因进行了克隆和测序,并进行系统发育分析,结果表明菌株JD14和Dechloromonas sp.SIUL相似度高达100%,JD125和Dechlorospirillum相似度达97%,最后鉴定JD14和JD125属于高氯酸盐降解菌。此前国内并无降解高氯酸根微生物的报道,对今后在环境污染防治中开发利用此类细菌具有指导意义。     

常温下过硫酸盐氧化降解水中对氯苯胺

研究了常温下初始pH值对过硫酸盐氧化降解水中对氯苯胺(PCA)动力学过程的影响,并探讨了PCA降解的机理.结果表明,室温下,PCA的降解符合准一级动力学方程;pH值为3、5、7、9和11时,其一级动力学常数k分别为0.03×10-4、0.12×10-4、0.28×10-4、0.26×10-4和0.27×10-4s-1;酸性体系不利于PCA的降解,pH 7时PCA的降解速率最大,半衰期为6.88 h.通过LC/MS和GC/MS鉴定得到PCA降解的4种主要中间产物,分别为对氯硝基苯、对苯醌、1-(4氯苯)-3苯基脲和5-氯-2-(4氯苯二氮烯)苯酚,并在此基础上探讨了过硫酸盐氧化降解PCA的可能途径.     

原油降解细菌ODB01的筛选、鉴定及降解特性

从长庆油田被原油污染土壤中筛选出1株以原油为唯一碳源的菌株ODB01。经菌株生理生化特征及16S r DNA序列分析,鉴定为肠杆菌属(Enterobacter sp.)细菌;运用响应曲面法优化细菌ODB01对原油的降解条件为p H值为8.91,w(NaCl)为1.19%,油菌比为1∶4.12,温度为36.78℃,在该条件下细菌ODB01对原油的降解率为34.6%;分别添加w=0.05%土温80(Tween 80)和w=0.05%辛基苯基醚(Triton X-100)后,细菌ODB01对原油降解率分别达到42.5%和46.1%。结果表明,细菌ODB01对原油具有一定的降解能力,有望作为一种微生物修复剂进行开发。     

孔雀石绿降解菌M3的分离鉴定及降解特性研究

从鱼塘底泥中筛选分离出1株能高效降解低含量孔雀石绿(MG)的细菌M3.经16S rDNA同源性序列分析,鉴定为泛菌属(Pantoea sp.).30 ℃静止培养条件下,该菌株对0.5、1.0、2.0和5.0 mg·L-1孔雀石绿5 d的降解率分别为97.54%、97.1%、100%和77.8%.菌株M3不能以MG为唯一碳源进行生长和代谢.葡萄糖、NH4NO3、KH2PO4/K2HPO4均能影响菌株M3对MG的降解.20～30 ℃温度范围内菌株M3对MG有明显降解效果,且降解速率随温度上升而提高.     

乙羧氟草醚降解菌Reudomonas sp.YF1的分离、鉴定与降解特性

从生产乙羧氟草醚工厂的污水处理池污泥中分离到一株乙羧氟草醚降解细菌,命名为YF1.根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列系统发育分析,将其鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).接种量为5%时,菌株YF1在含200 mg/L乙羧氟草醚的基础盐液体培养基中降解乙羧氟草醚,7 d后降解率约80%.加大接种量和外加营养碳氮源可以促进乙羧氟草醚的降解.该菌株降解乙羧氟草醚的最适pH为7.0,最适温度为30℃.菌株YF1能利用苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、苯甲酸、龙胆酸、对硝基苯酚和邻氯苯酚为底物生长,不能利用3-苯氧基苯甲酸为碳源生长,菌株YF1细胞内邻苯二酚1,2-双加氧酶受到乙羧氟草醚或其代谢产物的诱导.图5表1参25     

氯氰菊酯降解菌的筛选鉴定及其降解特性研究

从农药厂废水排放口附近的污泥中分离到1株能降解氯氰菊酯的细菌LQ-3.根据其形态、生理生化特征和16S rDNA(GenBank Accession No.FJ222585)序列分析,将该菌株鉴定为Starkeya sp..LQ-3菌株只能以共代谢方式降解氯氰菊酯,在有酵母粉、蛋白胨、葡萄糖等营养物质存在的条件下,5 d内对20 mg·L-1氯氰菊酯的降解率达到72.1%.LQ-3菌株降解氯氰菊酯的最适温度为30 ℃左右,pH值为7～8.LQ-3菌株还能降解功夫菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯和溴氰菊酯.酶的定域试验表明,LQ-3菌株降解氯氰菊酯的酶属于胞外酶.