假单胞菌N7的萘降解特性及其降解途径研究

应用HPLC和UV分析技术,以萘为代表性多环芳烃污染物,研究了假单胞菌N7对水中萘的降解特性.结果表明,营养盐、微量元素的添加可使萘的降解率提高23.65%;溶解氧高于4.3 mg/L时萘降解率达95.66%并趋于稳定;随萘浓度增加降解率逐渐下降;在中性和弱碱性环境下,降解效果较好,萘降解率均在82.88%以上.在30℃、转速为165 r/min的摇床中处理pH7.5、萘浓度为100 mg/L的水样72 h,其最大降解率为95.66%.通过检测菌株N7处理含不同底物水样时其吸光度、pH和底物的变化情况,证实菌株N7亦能降解甲苯、二甲苯、苯酚、2,4-二硝基苯酚、苯甲酸、1-萘酚和水杨酸,并以其为唯一的碳源和能源生长繁殖,表明该菌株能适应环境中芳烃类物质种类的变化,具有很好的降解多样性.经UV-Vis和GC-MS分析各降解阶段的中间产物,初步确定了该菌对萘的降解途径:一条是邻苯二甲酸途径;另一条是水杨酸途径,萘先被氧化为1,2-二羟基萘,再开环生成水杨酸、邻苯二酚和2-羟基粘康酸半醛,最终进入三羧酸循环(TCA).     

酵母融合菌对Cr的吸附性能及机理分析

研究了酵母融合菌R32对Cr的吸附性能及机理.结果表明,该菌对Cr(Ⅵ)有着很好的吸附效果,最佳吸附条件为pH≤3,投菌量为l0g/L(含水率(78±2)%),吸附温度30～35℃,Cr(Ⅵ)的初始浓度≤20mg/L.当Cr(Ⅵ)的初始浓度为10mg/L时,总铬及Cr(Ⅵ)的去除率达93.7%和96.5%,总铬的残留浓...     

嗜麦芽窄食单胞菌对铜镉的吸附特性与离子交换

研究了投菌量、金属浓度和戊二醛浓度对嗜麦芽窄食单胞菌吸附水体中Cu2+和Cd2+特性的影响,分析了重金属生物吸附、NO3-去除与菌体离子释放的关联,从离子吸附、交换、转化与释放的角度探讨了重金属生物吸附机制.结果表明嗜麦芽窄食单胞菌对Cu2+和Cd2+吸附性能良好,0.2 g·L-1干重菌体处理浓度为0.05 mmol·L-1的Cu(NO3)2和Cd(NO3)2溶液120 min后,Cu2+和Cd2+的吸附率分别达96.3%和83.9%.菌体对Cu(NO3)2和Cd(NO3)2溶液的吸附过程存在Cu2+和Cd2+的表面吸附与胞内运输、NO3-胞内积累、NO3-还原为NO2-等行为,而且Cu2+和Cd2+的胞内运输、NO3-积累和还原需要消耗能量,并会促进Cl-、PO43-、SO42-、Na+、NH4+、K+和Ca2+等离子的释放.红外光谱分析表明菌体酰胺基、羟基与羧基均参与了Cu2+和Cd2+的吸附.X-光电子能谱分析显示吸附后Cu2+和Cd2+的价态不发生变化.     

硝酸盐对矿化垃圾中兼/厌氧甲烷氧化的影响

设计全因子实验研究了NO-3-N对填埋10~12 a的矿化垃圾中兼/厌氧甲烷氧化作用的影响.结果表明,兼/厌氧条件下,NO-3-N能促进矿化垃圾中CH4的去除.初始CH4和NO-3-N对CH4去除和N2产生有明显影响,且两者具有交互作用(P<0.05).CH4去除量随着初始CH4体积分数的增加而增加,添加一定含量的NO-3-N能促进CH4去除,同时通入一定体积分数CH4可以明显促进反硝化作用,说明矿化垃圾中NO-3-N还原能与兼/厌氧甲烷氧化耦合.本实验条件下,初始CH4体积分数为30%,NO-3-N含量为110 mg·kg-1时耦合效应较好.     

白腐菌对十溴联苯醚的酶促降解研究

考察了白腐菌菌体、胞外酶、胞内酶对十溴联苯醚(BDE-209)的降解性能,结果表明,白腐菌菌体、胞外酶、胞内酶对浓度为1 mg.L-1的BDE-209的降解率分别为60.17%、54.14%、22.32%,白腐菌对BDE-209的降解主要由胞外酶完成.进一步考察了温度、pH、BDE-209浓度对白腐菌胞外酶降解BDE-209的影响,结果显示,胞外酶降解BDE-209的最适条件为温度30℃、pH 4—5、BDE-209浓度1 mg.L-1.白腐菌胞外酶降解BDE-209前后红外光谱测定结果证实,BDE-209降解过程与Br—C、CH2—O—CH2等基团有关.降解后体系GC-MS谱图显示,BDE-209降解过程中存在脱Br作用.     

微生物絮凝剂改善城市污水厂浓缩污泥脱水性能的研究

采用酱油曲霉(Aspergillus sojae)产生的微生物絮凝剂(MBF)作为污泥絮凝脱水剂，对城市污水处理厂浓缩污泥进行调理，确定该絮凝剂对浓缩污泥脱水的处理工艺参数为：微生物絮凝液最佳投加体积为6%～8%（体积比），发挥絮凝作用的最适污泥温度为28～32℃，最适pH为6～7。经微生物絮凝剂调理的污泥在3 000 r/min离心9 min，污泥脱水率高达82.7%，滤饼含水率降低至77.3%，污泥脱水后体积减至原来的1/5左右。     

酵母融合菌对铬离子的吸附特性研究

酵母融合菌的完整细胞、细胞壁、细胞内含物富集水体中的铬,比较了各组分对铬离子的吸附能力差异,并进行了模型拟合.结果表明:细胞壁的去除率和吸附量都明显高于完整细胞;完整细胞及细胞壁对铬的吸附均符合Freundlich和Langmuir热力学方程,且细胞壁对Cr6 的最大吸附量和吸附亲和力都大于完整细胞,说明细胞壁是该吸附剂吸附重金属离子的主要部位.同时利用多种分析手段研究了各组分对铬的吸附行为:酵母细胞壁的特殊结构以及AFM图显示细胞壁可以为活性基团吸附、络合或螯合金属离子提供更为广阔的空间;X-射线衍射和FTIR分析检测表明吸附剂对铬的吸附并未破坏其本身的结构.     

融合菌-活性污泥联合曝气吸附处理重金属铬

研究了融合菌RHJ-004与活性污泥联合曝气处理含铬废水的生物吸附性能。结果表明,融合菌RHJ-004与活性污泥联合曝气对铬具有良好的处理效果,投加10g/L菌体、6g/L污泥,处理50mg/L的铬液,还原率可达83.26%,去除率达72.04%。该吸附剂对处理酸性含铬废水具有很大的潜力,在pH=1￣5时,还原率均>80%,去除率均>70%;溶解氧是影响该吸附过程的一个重要参数,当DO=2￣4mg/L时,生物吸附效果较好,还原率达到75%以上,去除率也超过65%;融合菌RHJ-004与活性污泥对六价铬的联合吸附可用Langmuir模型和Freundlich模型描述,但Freundlich模型的拟合效果更好。     

外源甜菜碱对苋菜抗盐性与累积重金属特性的影响

用不同盐分(0.2%、0.4%)、重金属污染土壤进行盆栽实验,研究叶面喷施不同浓度甜菜碱(GB,1、10、50 mmol·L-1)对苋菜抗盐性与重金属累积的影响.结果表明,0.4%重度盐分胁迫下,喷施50 mmol·L-1甜菜碱可大幅提高苋菜茎叶部游离脯氨酸和总游离氨基酸含量;盐分胁迫抑制了苋菜根系对Ca、Mg、K、Fe的吸收,而叶面喷施甜菜碱可显著增强对Ca、Mg、K、Fe的吸收,K/Na、Ca/Na比值随着甜菜碱剂量的增加而逐渐增大.在0.4%盐分下,喷施50 mmol·L-1甜菜碱促使根系K/Na、Ca/Na比值分别增加了40.4%、34.1%,说明盐分越高,外源甜菜碱对苋菜抗盐性更明显.盐分胁迫下,外源甜菜碱明显提高了苋菜根系重金属Cd、Cr、Pb、Cu、Zn的含量.在0.4%盐分与喷施50 mmol·L-1甜菜碱条件下,苋菜根系对各重金属的累积增幅分别为22.1%、127.1%、63.4%、61.1%、56.1%.由根系重金属与盐分离子的相关性分析可知,0.4%盐分处理后,Pb、Cr、Cu、Zn与盐分离子、重金属的吸收变化呈显著正相关(p0.01);而在0.2%盐分处理下,只有Na与Ca、Cd与Cr、Cu与Zn的吸收变化呈显著正相关(p0.01).说明盐分含量较高,外源甜菜碱对苋菜抗盐胁迫效果越明显,对必需元素及其伴随吸收的非必需重金属元素吸收增加也越明显.     

NaCl胁迫下苋菜中镉的亚细胞分布及转运研究

中国大面积的农田土壤面临盐渍化和重金属的双重污染。探索盐分胁迫下作物可食部分的重金属累积特征将为保障农产品安全提供科学依据。本文主要从镉的亚细胞分布和离子选择性角度探讨盐分胁迫对苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉转运过程的影响。本试验采用水培苋菜的方式,添加不同质量浓度（0、2.5、5.0、7.5和10.0 g·L-1）NaCl和3.0μg·L-1Cd处理,测定台湾白苋菜（耐盐型）和尖叶青苋菜（敏感型）根、茎、叶中Cd和Ca的亚细胞质量分数变化。Cd的亚细胞组分质量分数由大到小顺序均为：细胞壁（FI）>细胞器（FII）>>细胞液（FIII）。NaCl胁迫下,苋菜根、茎、叶中细胞壁（FI）和细胞器（FII）Cd质量分数总体显著下降,下降幅度为16%~71%,胞液（FIII）Cd质量分数基本不变,这主要和Na的竞争吸附和吸收有关。同时耐盐型台湾白苋菜根细胞器,茎、叶细胞壁和细胞器Ca质量分数总体下降,下降范围为20%~70%。敏感型尖叶青苋菜根、茎细胞壁和细胞器组分Ca质量分数均显著下降,叶细胞壁Ca质量分数下降幅度高达80%,说明细胞壁和质膜的生理结构和组成可能发生了变化;另一方面,苋菜的运输选择性比例TSK. Na(根-茎)、TSCa. Na(根-茎)和TSMg. Na(根-茎)显著下降,下降幅度达50%以上,TSK. Na(茎-叶)、TSCa. Na(茎-叶)和TSMg.Na(茎-叶)相较对照急剧上升,上升幅度均在44%以上,表明苋菜根部K、Ca、Mg向茎转移的选择性减弱;而茎向叶转移的选择性增强。苋菜细胞组成和离子选择性的变化使根、茎中细胞壁和细胞器对Cd的截留能力变差,Cd向地上部转移的比例增大,Cd在苋菜的转运系数TF(根-茎)、TF(茎-叶)较对照处理呈现不同程度的上升。台湾白苋菜的TF(根-茎)大于尖叶青苋菜,而TF(茎-叶)小于尖叶青苋菜,表明敏感型苋菜茎细胞对Cd截留能力较强,而耐盐型苋菜根细胞对Cd的截留能力较强。