填埋场覆盖土微生物好氧/厌氧共代谢降解氯乙烯的特性、贡献度及微生态研究

填埋场已成为氯乙烯污染的重要来源,明晰覆盖层土壤中氯乙烯的降解特性及功能微生物群落组成对氯乙烯污染控制具有重要意义.基于填埋场覆盖土系统开展了典型氯乙烯的好氧/厌氧共代谢降解研究.结果显示,好氧和厌氧条件下CH₄均可发生降解,二氯乙烯（DCE）只能在好氧条件下被降解,净降解速率为50μg·h^-1·L^-1;三氯乙烯（TCE）可同时发生好氧共代谢和厌氧共代谢转化,净降解速率分别为38和5μg·h^-1·L^-1;四氯乙烯（PCE）只能发生厌氧共代谢,降解速率为0.77μg·h^-1·L^-1,发现好氧共代谢速率远高于厌氧共代谢速率.构建了覆盖层中氯乙烯的分布模型并评估了CH₄及氯乙烯好氧/厌氧共代谢贡献度,CH₄好氧和厌氧降解贡献度分别为59%～70%和30%～41%,TCE好氧和厌氧共代谢降解贡献度分别为73%和27%.对氯乙烯厌氧/好氧共代谢降解过程的微生物群落组成及潜在功能菌属进行了分析,发现好氧...     

活性翠蓝生物降解性能的试验研究

通过试验比较了厌氧、好氧条件下活性污泥对活性翠蓝的生物降解机理、降解能力及受葡萄糖浓度影响的情况.结果表明厌氧菌不能单独降解活性翠蓝,只能通过共代谢作用降解活性翠蓝;而好氧菌既可以单独降解活性翠蓝(以活性翠蓝为唯一碳源时,20mg/L活性翠蓝的24h好氧降解率为37.4%),也可以通过共代谢作用降解活性翠蓝.葡萄糖浓度的升高对提高活性翠蓝的厌氧、好氧生物降解率均有利,当葡萄糖浓度为1200mg/L时,20mg/L活性翠蓝的24h厌氧、好氧降解率分别达到81.5%、73.6%.活性翠蓝浓度对厌氧菌、好氧菌的生物降解能力也有影响.当葡萄糖浓度分别为800mg/L、1200mg/L,活性翠蓝(浓度为20～100mg/L)的厌氧降解率比好氧降解率高4.9%～27.2%,说明厌氧菌对活性翠蓝的降解能力比好氧菌更强.     

梧桐叶提取液介导合成铁基纳米材料活化过硫酸盐降解土壤中的四溴双酚A

四溴双酚A(TBBPA)降解是环境污染治理领域的研究热点。利用梧桐叶提取液介导合成的铁基纳米材料(T-Fe NPs)催化活化过硫酸盐(PS)降解土壤中TBBPA,优化了不同类型土壤(潮土、红壤、黄棕壤)对TBBPA的降解条件。采用Box-Behnken Design模型,分析不同因素(T-Fe NPs投加量、PS浓度、温度)及其交互作用对土壤TBBPA降解率的影响,得出不同土壤中TBBPA最佳降解条件。结果表明：1)T-Fe NPs能有效活化PS降解不同类型土壤中TBBPA,在红壤中降解效果较好。2)不同类型土壤中TBBPA的最佳降解条件存在差异,潮土中最优条件为：T-Fe NPs投加量6.39 g/kg, PS浓度31.26 mmol/L,温度20.73℃,降解率可达到71.72%;红壤中最佳条件为：T-Fe NPs投加量5.26 g/kg, PS浓度29.08 mmol/L,温度为49.80℃,降解率可达到87.87%;黄棕壤中最佳条件为：T-Fe NPs投加量3.42 g/kg, PS浓度15.77 mmol/L,温度11.83℃,降解率可达到54.22%。该研究结果可为TBBP...     

光合细菌球形红细菌厌氧降解氯代苯

采用光合细菌球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)在厌氧光照条件下对氯代苯进行生物降解.结果表明,氯代苯不能作为球形红细菌生长的唯一碳源和能源.球形红细菌厌氧降解氯代苯是在适宜碳源存在下,由氯代苯诱导产生诱导酶以共代谢的方式进行,降解途径是先打开苯环生成小分子的氯代烷烃、再还原脱氯.在培养基中加入一定量的酵母膏,可使细菌生长的停滞期明显缩短,提高氯代苯的脱氯率.在氯代苯浓度为100mg/L时,厌氧降解的最适宜条件为苹果酸浓度1.0g/L、硫酸铵浓度0.1g/L、pH7.0、酵母浸膏浓度1.0g/L.     

氧化石墨烯强化厌氧氨氧化菌的脱氮性能

采用氧化石墨烯（GO）增强厌氧氨氧化菌的脱氮性能.通过批次试验观察GO对厌氧氨氧化菌的影响,结果表明：当GO浓度为0.15g/L时,厌氧氨氧化菌脱氮性能最好,总氮去除率比无GO的空白组提高18.6%;当GO剂量达到0.2g/L时,厌氧氨氧化菌活性受到抑制,总氮去除率比空白组降低了26.0%.通过对照实验研究GO对厌氧氨氧化菌脱氮性能的长期影响,结果表明：添加GO的R2反应器在每个基质浓度阶段的平均总氮去除率分别为85.3%,83.2%,81.1%,80.8%,均高于未添加GO的R1反应器.对R2反应器周期内脱氮性能进行动力学分析发现,修正的Boltzmann模型和修正的Gompertz模型比修正的Logistic模型更适合描述GO作用下周期内基质去除特性,并且通过模型得到了周期内任意t时刻下的出水总氮浓度和总氮去除率预测公式.     

无机碳源对ASBR反应器中厌氧氨氧化反应的影响研究

研究了ASBR反应器中厌氧氨氧化细菌的富集以及无机碳源对ASBR反应器中厌氧氨氧化的影响。实验分别在8.0 L和4.0 L的ASBR反应器中进行。结果表明,接种污泥在驯化55 d后,第一次出现厌氧氨氧化细菌活性迹象;在85 d时候,厌氧氨氧化细菌成为优势菌种;在140 d时候,反应器运行稳定,出水浓度非常低,污泥颜色由灰色变成浅红色。随着NaHCO3溶液质量浓度从1.0 g/L增加到1.4 g/L,厌氧氨氧化细菌的活性迅速增加,当NaHCO3溶液质量浓度达到2.0 g/L时厌氧氨氧化细菌的活性受到抑制。然而,随着NaHCO3溶液质量浓度下降到1.0 g/L,厌氧氨氧化细菌活性可以恢复。     

萘厌氧降解菌群的富集及氧化还原介体的强化

为揭示氧化还原介体（ROMs）对萘厌氧降解的强化作用,以萘为唯一碳源富集到中温萘厌氧降解菌群.通过Illumina MiSeq测序对接种污泥和富集培养物进行了细菌群落结构解析,并考察了固定化蒽醌-2,6-二磺酸（AQDS）、蒽醌-2-磺酸（AQS）和腐殖酸强化萘厌氧降解的特征.Illumina MiSeq测序结果表明,Pseudomonas、Thauera、和Georgfuchsia是该富集培养物中的优势萘降解菌,其相对丰度分别为52.4%、13.8%和17.6%.在污泥接种量为0.23g/L和萘初始浓度10mg/L条件下,富集菌群9d内对萘的降解率约为64%.ROMs强化试验结果表明,3种ROMs对萘的厌氧降解均有一定的促进作用.其中,AQDS的强化效果最为显著,当AQDS浓度为0.8mmol/L,培养至第7d时,萘的去除率为92.0%,比同期的对照组高1.2倍.此外,硝酸盐对ROMs强化萘厌氧降解的影响研究结果表明,在NaNO₃浓度为0~0.8g/L范围内,萘的降解速率随着硝酸盐浓度增加呈现先增加后降低的趋势.当NaNO₃浓度为0.6g/L时,萘的去除率在第6d就达到了91.0%,比对照组提高了15.2%.由此可见,在厌氧条件下添加适量硝酸盐可提高ROMs对萘降解的强化效果.     

油脂对餐厨废弃物单相厌氧定向制酸的影响

通过间歇实验研究了油脂对餐厨废弃物单相厌氧定向产酸(VFA)的影响.考察了油脂含量为0.0,5.0,15.0及25.0g/L条件下发酵液中有机酸浓度及组成的变化情况.结果表明,油脂对发酵液中VFA浓度影响显著,随油脂含量提高最大VFA浓度呈下降趋势,当油脂含量达到25.0g/L时,最大VFA浓度仅为23.22g/L,为未添加油脂条件下的55.3%,其次油脂可延后开始产酸的时间,油脂含量为5.0g/L时,达到最高VFA浓度50%所需的反应时间分别为49.4h相对未添加油脂组滞后27.1h.此外油脂会影响发酵液中VFA各组分比例,提高丙酸含量促使发酵类型由丁酸型发酵向丙酸型发酵转变,当油脂含量为5.0g/L时丙酸所占比例分别为32.2%,而未添加油脂组的丙酸含量仅占8.7%.     

2,4-二硝基酚厌氧生物降解动力学研究

研究了间歇试验条件下,2,4-二硝基酚(2,4-DNP)与葡萄糖共基质时的厌氧降解动力学.结果表明:2,4-DNP与葡萄糖能同时被微生物降解;葡萄糖浓度高低对2,4-DNP的降解影响不大,而2,4-DNP的存在明显影响COD的降解.当2,4-DNP浓度<225 mg/L时,其比降解速率随浓度增大而增大,浓度为225 mg/L时比降解速率达到最大;由于底物抑制,当2,4-DNP浓度>225 mg/L时,其比降解速率呈下降趋势.选用Andrews非竞争性抑制模型描述2,4-DNP厌氧降解动力学,对实验数据进行非线性拟合,求得模型参数q_max、K_s和K_i分别为3.24 mg/(h·g)、196.23 mg/L和165.91mg/L,实验数据与该动力学方程拟合较好.     

在线化学清洗对厌氧MBR产甲烷性能影响研究

研究了厌氧膜-生物反应器(An MBR)污泥在不同浓度的Na OH(10~400mg/L)和Na Cl O(5~40mg/L)短期暴露下产甲烷活性(SMA)、产甲烷潜能(BMP)、脱氢酶活(DHA)和辅酶F_(420)活性的变化情况.结果表明,采用Na OH作为清洗剂时,SMA随着Na OH浓度的增加而下降;当Na OH浓度在200mg/L内,厌氧微生物产甲烷活性受抑制但未致死,当Na OH浓度超过200mg/L时,产甲烷微生物活性降低甚至致死.从相关酶活性来看,DHA对Na OH具有耐受性,而辅酶F_(420)在一定Na OH浓度范围内(10~100mg/L)受激发而活性增强,超过100mg/L其活性下降.当采用Na Cl O作清洗剂时,随着Na Cl O浓度的增加(0~40mg/L),SMA由50m LCH_4/(g VSS·d)下降至15m LCH_4/(g VSS·d);BMP在这一浓度范围内无明显变化;DHA和辅酶F_(420)活性均随Na Cl O浓度的升高而降低,Na Cl O浓度为40mg/L时,DHA降低30%,辅酶F420活性降低70%.     

典型污染物包覆层中氯仿的沿程生物转化机制

为明晰氯仿（CF）在包覆层中的降解过程,构建了模拟覆盖层系统（SLCS）,并结合高通量测序技术首次系统分析了CF在SLCS中的沿程生物转化机制,结果表明,覆盖层可根据氧气含量分为有氧区（0~20cm）、缺氧区（20~40cm）和无氧区（>40cm）.高通量测序分析表明,有氧区的优势菌为甲烷氧化菌,其中I型菌Methylobacter（甲基杆菌属）及Ⅱ型菌Methylosinus（甲基弯菌属）居多,缺氧区甲烷氧化菌的相对丰度为13%左右,缺氧和无氧区中Anaeromyxobacter（厌氧粘细菌属）成为了优势CF厌氧降解菌.CF在有氧、缺氧和无氧条件下均有效降解.在缺氧和无氧区,CF经厌氧还原脱氯转化为二氯甲烷,部分二氯甲烷在Dehalobacter（脱卤素杆菌属）作用下产生乙酸盐、H₂和CO₂.在有氧区,其余二氯甲烷通过甲烷氧化菌共代谢降解.改变进气口通量发现,SLCS对甲烷的去除率与通量呈负相关关系（R²=0.80）,但甲烷氧化速率与通量呈正相关关系（R²=0.90）.与甲烷类似,SLCS对CF的去除率与进气口通量呈负相关关系（R²=0.86）,但降解速率与进气口通量呈正相关关系（R²=0.89）.此外,进气口通量的增加对CF好氧共代谢降解的促进作用大于厌氧还原脱氯降解.该研究对氯代烃类污染物的降解提供了新的基础,对该类污染物的原位生物修复提供了理论依据.     

污泥驯化和共代谢对吡啶和苯降解特性的研究

利用瓦氏呼吸仪测定微生物耗氧量的方法,研究了焦化废水及其中难降解有机污染物吡啶、苯的降解特性,并对吡啶和苯分别与苯酚共基质条件下的可生化性进行了研究。结果表明,pH值为7.2时,焦化废水降解率最高;当浓度小于40mg/L时,吡啶和苯可以部分被降解,浓度大于60mg/L时微生物呼吸作用明显地被抑制;污泥驯化有利于有机污染物降解速率的提高。初步分析了共代谢降解焦化废水中难降解有机污染物的生理生化特性。     

不同共代谢基质下厌氧生物降解间苯二酚的研究

分别用蔗糖、葡萄糖、丁酸盐和乙醇作为驯化好的厌氧污泥的共代谢基质,在厌氧序批式反应器(ASBR)中对间苯二酚的降解进行研究。结果表明:共代谢基质SCOD浓度在500～2000mg/L时,间苯二酚的降解速率很高;试验回归结果表明反应均符合一级动力学方程;反应速率常数大小依次为k丁酸盐>k蔗糖>k葡萄糖>k乙醇;当两种共代谢基质按比例1:1(SCOD)混合投加后,反应速率常数大小依次为k葡萄糖+丁酸盐>k乙醇+丁酸盐>k葡萄糖+乙醇,其中葡萄糖和丁酸盐的混合基质降解速率最高。     

高盐条件下染料酸性橙7的生物降解特性

对偶氮染料废水厌氧-好氧生物处理中的高盐度抑制生物活性和芳香胺自氧化问题,通过多种强化策略,考察了NaCl为100g/L时酸性橙7(AO7)的生物降解特性.结果表明,加入葡萄糖(0.5g/L)、蛋白胨(1g/L)和酵母粉(0.5g/L)有利于高盐条件下AO7的生物降解.进水中加入酸性红B对AO7的脱色有加速作用.耐盐污泥中加入蒽醌形成的蒽醌-污泥自固定化体系可以促进AO7脱色,当蒽醌浓度为100mg/L时,AO7最大脱色率约为92%.以活性炭毡作为生物载体,厌氧和好氧体系均可实现稳定运行,且体系污泥沉降性良好,脱色速率达26.67mg/(L×h),且可有效抑制脱色中间产物1-氨基-2-萘酚的好氧自氧化,使COD去除率始终保持在90%以上.     

Enhanced anaerobic biodegradability of real coal gasification wastewater with methanol addition

Coal gasification effluent is a typical refractory industrial wastewater with a very poor anaerobic biodegradability due to its toxicity.Methanol was introduced to improve anaerobic biodegradability of real coal gasification wastewater,and the effect of methanol addition on the performance was investigated in a mesophilic upflow anaerobic sludge bed reactor with a hydraulic retention time of 24 hr.Experimental results indicated that anaerobic treatment of coal gasification wastewater was feasible with the addition of methanol.The corresponding maximum COD and phenol removal rates were 71% and 75%,respectively,with methanol concentration of 500 mg COD/L for a total organic loading rate of 3.5 kg COD/(m3 ·day) and a phenol loading rate of 0.6 kg/(m3 ·day).The phenol removal rate was not improved with a higher methanol concentration of 1000 mg COD/L.Substrate utilization rate (SUR) tests indicated that the SURs of phenol were 106,132,and 83 mg phenol/(g VSS·day) at methanol concentrations of 250,500,and 1000 mg COD/L,respectively,and only 45 mg phenol/(g VSS·day) in the control reactor.The presence of methanol could reduce the toxicity of coal gasification wastewater and increase the biodegradation of phenolic compounds.     

直链烷基苯磺酸钠在厌氧-缺氧-好氧污水处理系统中的迁移转化规律

研究了城市污水处理系统对直链烷基苯磺酸钠（LAS）的去除特性.在厌氧-缺氧-好氧条件下,进行了相应的序批式试验,确定了水相和泥相中LAS降解的动力学参数,建立了LAS在厌氧-缺氧-好氧状态下的去除动力学模型（考虑吸附作用）,并对模型预测的结果与实际测量值进行了比较.结果表明,在不同的泥龄下,LAS 在AAO系统中去除率达到99%,出水中只含微量的LAS（0～20　μg·L^-1）.厌氧池、缺氧池及好氧池LAS污泥吸附量分别为490～710、280～390、69～109　μg·g^-1.序批式动力学降解试验还表明,厌氧去除速率系数K_厌、缺氧的去除速率系数K_缺与好氧的去除速率常数的比值分别为0.67和0.71,说明在同一污泥系统的厌氧和缺氧条件下,LAS也能被较好的降解.模型得到的各池混合液出水中LAS的浓度模拟结果与实测结果符合较好(误差<8%).     

四溴双酚A在5种巢湖鱼类体内的组织分布与生物浓缩因子研究

利用SPE-HPLC法,分析了四溴双酚A（TBBPA）在巢湖5种经济鱼类体内的组织分布及生物浓缩因子.结果表明,TBBPA在5种鱼体内的平均含量（以干重计）为4.70～11.20 ng.g-1,高低排序为白鱼〉白鲢〉鳙鱼〉鲤鱼〉长吻鮠.不同器官中,白鱼、鳙鱼、鲤鱼和长吻鮠的肾脏中TBBPA含量最高,其次为肝脏和鳃,腹部和背部组织含量较低,无显著脂肪蓄积效应.白鲢体内肝脏的TBBPA含量最高,肾脏和鳃次之.对白鱼各组织中TBBPA含量与体重间的相关关系分析表明,肝脏、肾脏和鳃中TBBPA浓度随体重的增加而增大,而背部、腹部无显著相关关系.同时测得巢湖水体中TBBPA平均浓度为0.52μg.L-1,计算得到5种鱼的生物浓缩因子为9.56～22.64,表明TBBPA在巢湖鱼体中的浓缩效应不显著.     

废纸造纸循环水中DCS的好氧和厌氧生物可降解性比较

溶解及胶体物质(DCS)随着造纸用水循环系统的日益封闭而不断积累,给生产和成纸质量带来严重影响,急需有效的方法加以去除. 通过实验室模拟,进行了DCS的好氧和厌氧生物可降解性的比较研究. 结果表明:营养物的加入对好氧生物降解DCS具有积极作用,使COD_Cr的去除率提高了15.3%,DCS中木素及其衍生物的好氧生物降解需要必要的共代谢基质,在工程应用上应配以添加合理的营养底物;厌氧生物降解的第1天,DCS,COD_Cr和UV₂₈₀的去除率分别超过了40.5%,55%和68%,明显优于好氧生物降解;DCS中难以被生物降解的长链脂肪酸和木素聚合物属互养型底物,其降解过程会因乙酸和氢气的积累而受到抑制,在工程应用上,应考虑调节厌氧微生物的适应性或增加水力停留时间,以强化污染物的持续有效分解.      

偏肿拟栓菌共代谢降解芘条件的优化

为提高中国东北土著白腐真菌偏肿拟栓菌(Pseudotrametes gibbosa)对高分子量多环芳烃芘的共代谢降解效果,通过正交试验研究了共代谢基质、接种量、装液量及2,2￠-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)的最佳配比,同时采用浓度梯度法考察芘的初始浓度对偏肿拟栓菌共代谢降解芘的影响.结果表明,偏肿拟栓菌Pseudotrametes gibbosa共代谢降解芘的最佳培养基为:麸皮浓度为20g/L,接种量为3片直径为10mm的菌片,装液量为50mL,不加ABTS,在该培养条件下,酶活可达53.41U/mL,对芘的降解率达到88.8%.初始浓度小于10mg/L的芘对菌体产酶有一定的促进作用,大于10mg/L时抑制漆酶的分泌,同时菌体对初始浓度小于90mg/L芘的降解率在22.24%~93.54%之间.     

聚丙烯酰胺生物降解研究

研究了黄孢原毛平革菌对聚丙烯酰胺(PAM)的生物降解,从葡萄糖的加入量、pH、N浓度、Mn²⁺浓度和降解时间5个方面考察了对PAM降解的影响.结果表明,黄孢原毛平革菌对聚丙烯酰胺具有特殊的酶催化降解的能力,降解率可达50%,限氮条件(NH₄⁺=0.2g/L)和Mn2+浓度(Mn²⁺=0.017 5g/L)是菌株产聚丙烯酰胺降解酶的最佳条件.