邻苯二甲酸酯降解细菌的多样性、降解机理及环境应用

邻苯二甲酸酯(phthalic acid esters,PAEs)是一类对人体内分泌系统有干扰作用的持续性有机污染物(persistent organic pol utants,POPs)。PAEs在环境介质如水体、底泥和土壤中长期赋存会对生物体产生毒害效应,其分布广、浓度高和难降解等特点是限制有效环境治理的主要因素。作为环境的重要组成部分,微生物对污染物有很强的适应能力和高效的降解能力,这为PAEs的生物修复提供了可能。与物理化学修复法相比,微生物修复技术具有可控性强、修复面广和灵活性高等优势。本文综述了已报道的大部分PAEs降解细菌的种类及其代谢机制,并分析了其在PAEs污染水体和土壤修复中的应用现状与前景,以期为PAEs环境行为与生物修复研究提供参考。     

河口底泥来源真菌Trichoderma asperellum对壬基酚的降解路径

从壬基酚(Nonylphenol,NP)污染严重的李村河口底泥中分离纯化出可实验室培养的真菌,以高浓度NP为环境选择压力筛选出了一株目标菌株,18S rDNA确定其归属为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)。实验室内研究了该菌株对NP的生物降解过程,LC/MS分析其代谢产物,据此提出了NP可能的生物降解路径。菌株的生长曲线表明NP能促进其生长,该菌株3 d对5 mg/L NP的降解率为71.4%,7 d的降解率达到87.2%,14 d则达到了92.2%。LC/MS分析确定了NP四种代谢产物,分别是2-甲基-1-苯基丁醇、3,5-二羟基苯甲酸、苯二酚和苯甲醚(或苄醇)。提出了两种NP可能的生物降解路径,Ⅰ是最终转化成苯二酚,Ⅱ是最终转化成苯甲醚或苄醇。     

土壤-地下水系统中石油烃的迁移和生物降解述评

石油烃具有生物累积性,能长期留存在环境中。准确掌握环境中石油烃的行为及归宿,对有效控制石油烃污染、保护人类健康具有重要意义。生物降解是石油烃在土壤-地下水系统中归宿的主要途径。重点阐述了石油烃在土壤-地下水系统中的迁移,降解石油烃的微生物,生物降解机理,影响生物降解的因素,微生物修复技术,以及利用微生物分子生态学来监测生物降解过程的现状,并展望了未来的发展方向。     

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%.     

烷基-硝氧乙基硝胺类含能增塑剂生产废水的处理

针对烷基-硝氧乙基硝胺生产过程中产生的高污染废水,分别进行活性炭吸附、Fenton氧化、生物降解单元处理,废水的COD去除率分别为22.02%,81.18%,78.76%。在此基础上开展物理/化学/生物集成处理技术研究,组合工艺处理后的水样COD值为108.3 mg/L,BOD值为45.23 mg/L,pH值为7.88,色度与悬浮物值均为零,达到GB 18918—2002三级排放标准。     

菌株N1的固定化及其在处理混合废水中的应用

采用聚乙烯醇(PVA)与海藻酸钠(SA)复配的混合载体对前期研究分离得到的一株多底物硝基苯降解菌N1进行了固定化研究.确定10%PVA和3%SA为最优的混合载体配比,获得了高硝基苯降解率及优良机械强度等性能兼顾的固定化细胞.与游离态细胞相比,固定化细胞具有更高的硝基苯降解效率、更强的高盐度环境耐受性和更宽的pH适应范围.在处理硝基苯与苯胺混合废水时,固定化细胞受到苯胺的影响比游离细胞小.在连续10轮的降解试验中,固定化细胞表现出稳定的硝基苯降解能力,显示其具有较好的应用前景.     

畜禽养殖排放的雌激素对周边水体环境的影响

环境雌激素是一大类化学物质,它们能够干扰生物体内激素的合成、分泌、转运、活性等,或与生物体内激素结构相似而发挥激素作用,对生物体的生长、繁殖及行为产生不利影响。环境雌激素包括天然雌激素及人工合成类雌激素。随着国内畜禽养殖的规模与数量的不断扩大,养殖场成为了一个很大的环境雌激素的产生源,其环境风险应得到相应的重视。目前对畜禽养殖过程中环境雌激素的产生量以及雌激素进入环境后的迁移转化行为已有很多的研究,包括野外的调查与实验室内机理研究。畜禽养殖过程产生的大量雌激素进入环境后能够被土壤吸附及微生物降解。室内的静态平衡吸附实验、土柱迁移试验及降解研究均表明雌激素进入环境后绝大部分迅速被吸附到土壤颗粒或悬浮胶体、沉积物颗粒上,同时发生转化与生物降解,由此推断其对周边环境中的雌激素贡献很小。然而,野外调查结果却表明实际情况下雌激素的迁移性高于理论期望值。因此,畜禽养殖对周边环境中雌激素的贡献量的大小尚未明确。本论文综述了畜禽养殖过程中环境雌激素的排放情况,结合国内外的调查研究,阐述了畜禽养殖产生的环境雌激素在土壤及水体中的迁移与降解行为,探讨了影响准确评估畜禽养殖排泄物对周边水体中雌激素贡献大小的因子,并提出了今后应开展原位吸附与迁移的实验,重点考虑天然有机质及抗生素等共存物质对雌激素环境行为的影响,建立综合模型来估算不同时期养殖场对周围水环境雌激素的贡献量的建议。     

乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺在室外天然水中的非生物降解及其影响因素

在亚热带冬、夏两季室外自然光照和温度条件下,研究了环境浓度下乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺在河水和海水基底中的非生物降解(水解+光解)行为,并结合室内实验研究了非生物降解的影响因素.室外实验结果表明,冬季(气温12.30—26.98℃,平均17.47℃)乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺在河水中的非生物降解半衰期(t1/2)为64—131 d、水解t1/2为105—346 d、光解t1/2为159—410 d,海水中非生物降解t1/2为89—193 d、水解t1/2为77—277 d、光解t1/2为417—630 d;夏季(气温20.77—30.37℃,平均27.22℃)3种目标农药在河水中非生物降解t1/2为4—20 d、水解t1/2为7—54 d、光解t1/2为7—32 d,海水中非生物降解t1/2为10—50 d、水解t1/2为23—67 d、光解t1/2为17—192 d.目标农药在海水中的残留持久性远高于河水;超纯水条件下,光解在目标农药的非生物降解中占主导地位;河水中的光解速率快于海水.室内实验发现,硝酸盐促进了3种目标农药的水解,同时对乙草胺和丁草胺的光解也起到促进作用;p H升高促进了异丙甲草胺的水解和光解速率,但是抑制了丁草胺的水解和乙草胺、丁草胺的光解;腐殖质添加浓度为10 mg·L-1和20 mg·L-1时促进了3种目标农药的水解,但在浓度达30 mg·L-1时则抑制了乙草胺的水解及异丙甲草胺的光解.总体而言,3种目标农药在实际水环境中的降解半衰期均较长,其降解机理和毒性效应值得进一步研究.     

典型酚类废水的微生物处理研究现状及其进展

酚类是一种原生质的高毒物质,严重危害人类的健康与生存。含酚废水来源广泛、水质复杂、总量较大,因此必须对含酚废水进行有效处理。微生物以其高效、快速、无二次污染等优点成为降解酚类污染物的首选对象。对微生物降解酚类的生理生化机制和关键酶,高效降酚菌株的分离筛选、降解特性以及利用细胞固定化技术、构建高效基因工程菌等技术手段处理酚类污染物的研究等方面进行综述。