铁还原环境四氯乙烯生物降解及其影响因素

通过实验研究了铁还原环境下四氯乙烯(PCE)的生物降解。以醋酸为共代谢基质,在20℃时,PCE可以顺序脱氯为TCE和DCEs。反应速率常数为0.2489d-1,半衰期为2.78d。在实验的第1天和第10天分别检测到了TCE和DCEs。TCE最高浓度为358.98nmol/L,是最主要的反应产物。碳平衡为88.7%～109.3%。在13d的实验周期中,微生物的数量和活性都有所增加。同时研究了不同的影响因素,如低温、不同pH和电子受体对PCE生物降解的影响。结果表明,在12℃时,PCE可以脱氯为TCE,半衰期为6.45d,降解速率为0.1075d-1,较20℃时的降解速率要低。脱氯的最佳pH值在7.0左右,较高和较低的pH值均会抑制脱氯微生物的活性。加入不同电子受体NO3-和SO42-,PCE脱氯受到不同程度的抑制,前者可能是由于NO3-是相对强的氧化剂,造成微环境中的氧化还原电位升高;后者则可能是SO42-的存在,会抑制脱氯菌的作用。     

低氧条件下不同电子受体对克雷伯氏菌降解菲的影响

为考察低氧条件下不同电子受体对于克雷伯氏菌(Klebsiella sp.ZS1,下称ZS1)降解菲的影响,在8%氧分压下,分别添加20 mmol/L Na₂SO₄、20 mmol/L NaNO₃、10 mmol/L FeCl₃为电子受体进行降解菌的培养. 通过分光光度法和平皿计数法分别测定电子受体消耗率和菌体生长量,并采用气-质联用法(GC-MS)测定ρ(菲),对不同电子受体影响下的菌体生长量和ρ(菲)进行单因素方差分析. 结果表明,在低氧环境下ZS1降解菲过程中,SO₄2-、NO₃-、Fe3+的消耗率分别为74.7%、0.2%、4.5%;电子转移速率分别为1 899、0.366 3、7.679 μmol/d. 未接种ZS1时,ρ(菲)只减少了10.1%;接种ZS1后,不添加电子受体和分别添加SO₄2-、NO₃-、Fe3+下菲的降解率分别为68.9%、86.2%、72.9%和68.5%,一级动力学方程求得的降解速率常数分别为0.181、0.360、0.186、0.183 d-1. 添加SO₄2-组ZS1的生长量是不添加电子受体组的2.5倍,而添加NO₃-或Fe3+时与不添加电子受体组基本相等. 研究显示,在低氧条件下,ZS1降解菲过程中可同时利用SO₄2-和O₂为电子受体;添加SO₄2-作为外源电子受体对ZS1的生长及降解能力有很强的促进作用;而添加NO₃-和添加Fe3+对ZS1降解菲和ZS1的生长没有显著影响.      

硝酸盐作为生物除磷电子受体的研究

研究了以硝酸盐作为电子受体进行生物除磷的可能性,并比较了硝酸盐和氧作为电子受体的差异.结果表明:聚磷菌能以硝酸盐作为电子受体替代氧进行生物除磷,但若存在有机碳源会抑制缺氧段磷的吸收.缺氧条件下磷的摄取速率与硝酸盐的质量浓度有关,浓度越高速度越快.硝酸盐的连续稳定加入有利于磷的去除.与以氧为电子受体的系统相比硝酸盐系统利用PHA的效率低,缺氧系统中去除磷和消耗PHA的比例为0.63,比好氧系统中的0.83低24%;缺氧时每摩尔电子转移所吸收的磷为0.14 mol,比氧为电子受体时的0.23 mol低39.1%.      

生物膜内硫循环变化特征及其作用的研究动向

结合国内外的研究情况 ,阐述了生物膜内硫的存在形态随环境条件不同而发生的变化及其作用 ,提出了研究影响生物膜内硫循环的电子受体、硫酸盐还原菌 (SRB)及其与生物膜内脱氮菌、聚磷菌等功能微生物的关系 ,对提高生物膜的水处理效果有重要意     

Biotransformation of 17α-methyltestosterone in sediment under different electron acceptor conditions

17α-Methyltestosterone (MT), an anabolic androgenic steroid, is used widely in inducing an all male population in aquaculture farming of fish, such as Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Current understanding of the occurrence and fate of MT in the sediments and the surrounding areas of the aquaculture ponds are very limited. Bioassay tests showed that MT was biotransformed under aerobic and sulfate-reducing conditions with a half-life of 3.8 d and 5.3 d, respectively, with complete disappearance of androgenic activity. However, under methanogenic condition, MT was found to biotransform but the androgenic activity continued to persist even after 45 d of incubation. In contrast, MT was found to transform slowly under iron(III)-reducing condition and was hardly transformed under nitrate-reducing condition. A possible reason for the lack of transformation of MT under nitrate-reducing condition is the presence of the methyl group at the C-17 position. The results of this study suggest that MT and its degradation products with androgenic activity may potentially accumulate in the sediments of fish farming ponds under iron(III)-reducing, nitrate-reducing and methanogenic conditions.     

SBBR工艺反硝化过程中N_2O和NO的产生情况

利用序批式生物膜反应器(SBBR),以葡萄糖为碳源(COD为500 mg/L),考察了不同碳氮比(COD与TN之比)、不同电子受体(NO_2~-或NO_3~-)、不同投加方式(碳源与氮源同步投加或投加碳源60 min后再投加氮源的异步投加)对N_2O产生情况的影响,以及碳氮比为2时NO的产生情况。实验结果表明:不论同步投加还是异步投加,两种电子受体的N_2O-N生成率均随着碳氮比的增大而下降;不同碳氮比下,投加NO2-时的N_2O-N生成率均高于投加NO3-时,异步投加时的N_2O-N生成率均大于同步投加时。说明低碳氮比、高浓度NO2-和胞内贮存物作碳源是反硝化过程中N_2O产生和大量积累的关键因素。此外,NO2-为电子受体时的NO-N生成率高于NO3-为电子受体时。     

Anaerobic biodegradation of PAHs in mangrove sediment with amendment of NaHCO3

Mangrove sediment is unique in chemical and biological properties. Many of them suffer polycyclic aromatic hydrocarbon(PAH) contamination. However, the study on PAH biological remediation for mangrove sediment is deficient. Enriched PAH-degrading microbial consortium and electron acceptor amendment are considered as two effective measures. Compared to other electron acceptors, the study on CO2, which is used by methanogens, is still seldom. This study investigated the effect of Na HCO3 amendment on the anaerobic biodegradation of four mixed PAHs, namely fluorene(Fl), phenanthrene(Phe),fluoranthene(Flua) and pyrene(Pyr), with or without enriched PAH-degrading microbial consortium in mangrove sediment slurry. The trends of various parameters, including PAH concentrations, microbial population size, electron-transport system activities, electron acceptor and anaerobic gas production were monitored. The results revealed that the inoculation of enriched PAH-degrading consortium had a significant effect with half lives shortened by 7–13 days for 3-ring PAHs and 11–24 days for 4-ring PAHs. While Na HCO3 amendment did not have a significant effect on the biodegradation of PAHs and other parameters, except that CO2 gas in the headspace of experimental flasks was increased.One of the possible reasons is that mangrove sediment contains high concentrations of other electron acceptors which are easier to be utilized by anaerobic bacteria, the other one is that the anaerobes in mangrove sediment can produce enough CO2 gas even without adding Na HCO3.     

碳源类型、温度及电子受体对生物除磷的影响

以中试氧化沟系统活性污泥为研究对象,开展了碳源类型、温度、电子受体和COD浓度对释磷、吸磷过程的影响研究.结果表明:25℃时,以生活污水、乙酸钠和葡萄糖为不同碳源,葡萄糖的释磷、吸磷速率最小,分别为5.12 mg·(g·h)-1和6.43 mg·(g·h)-1,生活污水和乙酸钠的释磷、吸磷速率数值相近.在12、16、20和25℃时,以乙酸钠为碳源,释磷、吸磷速率随温度的升高有不同程度的增加;且好氧吸磷速率随外加COD浓度的增大而减小.当以氧、硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体时,吸磷速率的大小排序为:氧硝酸盐亚硝酸盐;缺氧吸磷过程的硝酸盐和亚硝酸盐的消耗量与吸磷量之间的化学计量关系(P吸收/N消耗,质量比)分别为0.96和0.65.     

电子受体亚硝酸氮在反硝化除磷过程中的作用

针对先前文献提到的亚硝酸氮在反硝化除磷中存在着一定的抑制作用,以亚硝酸氮作为电子受体,对其在缺氧反硝化吸磷过程中的抑制影响进行了大量的静态烧杯试验.结果表明,在亚硝酸氮浓度大于30mg·L-1的时候,确实存在严重的抑制作用,而且该临界抑制浓度与污泥的特性和运行操作条件等因素有关;但是在亚硝酸氮浓度低于25mg·L-1的情况下不会对反硝化条件下磷的吸收产生毒害作用,相反地,它可以取代氧气、硝酸氮做为良好的电子受体用来进行缺氧段磷的生物摄取,在反硝化除磷中表现一定的积极作用.     

与环境污染物转化相关的细菌厌氧呼吸研究动态

基于细菌呼吸理论为基础的环境有毒物质降解为环境污染治理提供了新的策略和方法,是近年来研究的热点问题.细菌呼吸是自然界中一个最基本、最重要的生物代谢过程,具有很大的灵活性和多样性,且与生态环境密切相关.在厌氧条件下,细菌利用环境中多种有毒物质作为呼吸链末端电子受体进行厌氧呼吸,在有毒物质被还原甚至降解的同时实现电子在呼吸链上的传递,形成跨膜的质子浓度电势梯度,进而转化为其生长代谢所需的能量.细菌以环境有毒物质为电子受体的厌氧呼吸不断被发现,这对于深入理解细菌呼吸的本质具有重要的理论意义,同时对于有毒物质的降解及元素的生物地球化学循环具重要的环境学意义,对于提高对地球表面有毒物质污染生物修复策略的认识具有重要的现实意义.图1表1参45