一株氯苯优势降解菌的降解条件优化

以氯苯降解率为降解效果指标,以降解温度、初始pH、降解时间、接种量和氯苯初始浓度为影响因素,对实验室保藏的一株氯苯优势降解菌株Lysinibacillus fusiformis LW13降解氯苯的降解条件进行优化。单因素试验结果表明,该降解菌株对氯苯的适宜降解条件分别为:温度20～40℃,pH为8.0,降解时间4 d,接种量2%～4%,氯苯初始浓度60～140 mg/L。以降解温度、氯苯初始浓度和接种量这三个显著影响因素进行正交试验,结果表明各影响因素的主次顺序为降解温度>氯苯初始浓度>接种量,最佳降解条件为降解温度35℃、氯苯初始浓度100 mg/L和接种量4%,最佳降解条件下氯苯降解率可高达93.8%。     

氯嘧磺隆降解菌的筛选及对污染土壤的生物修复

采用富集培养方法从江苏某激素研究所污水处理池排污口污泥中分离得到1株氯嘧磺隆降解菌,经菌株形态学特征和26S rDNA序列分析,鉴定为胶红酵母菌（Rhodotorula mucilaginosa ）.经降解条件优化,菌株对含100mg/L氯嘧磺隆的无机盐培养基中氯嘧磺隆的最佳降解条件为：接种量2.5%,培养温度28℃,pH 6.0,培养5d后降解率为87.33%;在氯嘧磺隆初始浓度为10mg/kg（干土）的模拟污染土壤中,菌株最佳降解条件为：接种量2.5%,温度25℃,pH 6.0,土壤含水量30%,静息培养30d后降解率为90.74%.土壤修复实验结果表明,施加胶红酵母菌后减轻了氯嘧磺隆对小麦幼苗的药害,在氯嘧磺隆浓度为10mg/kg的土壤中投加降解菌后,小麦的出苗率、株高、根长及鲜重均明显高于未投加降解菌的对照组（P < 0.05）.     

二氯甲烷降解菌Methylobacterium rhodesianum H13的分离鉴定及降解特性研究

对分离筛选到1株能以二氯甲烷(DCM)为唯一碳源和能源生长的菌株Methylobacterium rhodesianum H13进行降解特性研究.在初始菌体浓度0.82 mg.L-1、pH 7.0和温度30℃的条件下,M.rhodesianum H13能够于23 h内将5 mmol.L-1DCM完全降解,细胞得率(细胞/DCM)为0.136 g.g-1.随着DCM的降解,溶液中的Cl-浓度逐渐升高(释放的Cl-浓度约为DCM的2倍),溶液pH值降至6.75,呈弱酸性.通过摇瓶实验考察了温度、pH、DCM浓度、Cl-等因素对菌株H13降解DCM性能的影响,获得其较适宜的生长和降解条件为:温度30℃、pH值7.0.研究还发现M.rhodesianum H13降解DCM的最适浓度为5 mmol.L-1,高浓度的DCM会抑制其降解.研究成果对高效处理环境中的DCM污染具有重要的应用价值.     

一株金霉素降解新菌株的分离鉴定及降解条件优化

四环素类抗生素在畜牧业中的广泛应用对人类和动物具有潜在的危害。以金霉素制药厂污泥为原料,从中分离出一株能够高效降解金霉素的纯菌株,命名为ZL-1。经形态学观察、革兰氏染色和16S rDNA鉴定,表明该菌株属于革兰氏阴性菌、不动杆菌属（Acinetobacter sp.）。通过正交试验研究了碳源、温度、pH、初始金霉素浓度、接种量对菌株ZL-1降解金霉素效果的影响。结果表明,温度、接种量和初始金霉素浓度对该菌株降解金霉素的影响较大。以正交试验的结果为依据,采用响应面法优化该菌株对金霉素的降解条件,确定了最优条件为金霉素初始浓度134.864 mg/L,温度34.409 ℃,接种量5.223%（体积比）。在最佳降解条件下,金霉素的实际降解率为93.70%,预测降解率为93.723%,表明预测模型的预测值与实际的降解效果较贴合。

     

三种磺酰脲类除草剂在土壤中的降解及吸附特性

采用室内模拟试验方法,研究了氟胺磺隆、氯吡嘧磺隆和磺酰磺隆3种磺酰脲类除草剂在5种不同种类土壤(江西红壤、太湖水稻土、东北黑土、南京黄棕壤、陕西潮土)中的降解及吸附特性.结果表明,这3种磺酰脲类除草剂在这5种不同土壤中的降解速率均比较快,且降解过程均遵循一级动力学方程,土壤pH值是影响土壤降解速率的主要因素.3种磺酰脲类除草剂在土壤中的吸附均符合Frendlich模型,且具有较低的吸附容量.3种磺酰脲类除草剂在不同土壤中的吸附自由能变化均小于40kJ.mol-1,吸附主要以物理吸附为主,吸附常数随土壤pH值的增大而逐渐减小.     

广谱角蛋白降解菌的筛选及其降解特性分析

采用富集驯化的方法,筛选到一株广谱高效角蛋白降解菌株E-26。经形态观察、生理生化特性和16S rDNA基因分析,该菌株初步鉴定为蜡样芽孢杆菌。产酶特性及发酵条件优化结果表明麦芽糖和酵母粉是菌株E-26降解猪毛的最佳外加碳氮源pH 8.0、温度40℃、接种量10%、底物浓度1.0%为其降解猪毛的最适反应条件。在该优化条件下,该菌株发酵培养10 d后,最高酶活性为57.8U/mL,比初始酶活提高了37.4%,最高猪毛降解率达71.2%,比初始猪毛降解率提高了41.9%。     

一株醚苯磺隆降解菌的分离、鉴定及固定化应用研究

从某农药厂的活性污泥中富集、筛选出一株醚苯磺隆的共代谢降解菌株MB-1,鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。研究碳源、醚苯磺隆初始浓度及接菌量对菌株降解特性的影响,实验结果表明:葡萄糖为200 mg/L,醚苯磺隆初始浓度为200 mg/L,接菌量为1%时,MB-1对醚苯磺隆的降解效果最佳。采用海藻酸钠固定化技术对菌株MB-1进行固定化。结果表明海藻酸钠质量分数为4%,CaCl_2质量分数为2%,接菌量为2%,钙化时间为4 h时,固定化菌株对醚苯磺隆废水的降解效果良好。将固定化MB-1小球投入实验室规模的SBR装置中进行应用发现,固定化MB-1菌株可以持续高效降解醚苯磺隆废水。     

Rhodococcus sp. T3-1菌株降解乙草胺的特性

以乙草胺为唯一碳源,通过摇瓶培养研究了Rhodococcus sp.T3-1对乙草胺的降解特性.结果表明,菌株T3-1降解乙草胺的最适温度为37℃,且其在pH值6~10的范围内对100mg/L乙草胺的降解率均在96%~97%之间.该菌株在接种量为5%条件下,14h内可将200mg/L的乙草胺降解95.5%;乙草胺的降解速率与乙草胺初始浓度呈负相关,与菌株T3-1的初始接种量呈正相关.菌株T3-1还可以降解丁草胺,但不能降解丙草胺、异丙草胺和吡草胺.     

壬基酚和双酚A降解菌株的分离、鉴定和特性研究

对深圳某污水处理厂反硝化除磷活性污泥进行驯化,分离筛选得到一株能同时降解壬基酚(NP)和双酚A (BPA)的菌株NB-1.根据对菌株的16S rRNA基因序列分析,结合菌落和菌体形态以及生理生化特征,初步鉴定菌株NB-1为Serratia marcescens(粘质沙雷菌).通过摇瓶试验进行了菌株降解条件的优化和降解特性的探索.结果表明,菌株NB-1降解NP和BPA的最佳条件为:醋酸钠投加量为20 mg·L-1,温度为32q℃,pH值为8,接种量为2％,在该条件下,对菌株降解不同初始浓度NP和BPA的过程进行了动力学分析,结果表明,降解反应前36 h符合一级反应动力学.NP和BPA降解的最适初始浓度为10～20 mg·L-1,当底物浓度均为10 mg·L-1时,NP和BPA的去除率分别为54.2％、44.7％,BPA的去除率达到最大值;当底物浓度均为20 mg·L-1时,NP和BPA的去除率分别为56.4％、40.2％,此时NP的去除率达到最大值.     

甲基叔丁基醚（MTBE）降解菌株的分离鉴定及降解动力学研究

从银杏根部土壤中分离驯化出1株能以MTBE为唯一碳源生长的菌株A1,经过16S rDNA序列分析后,初步鉴定该菌株为睾酮丛毛单胞菌（Comamonas testosterone）;进一步试验研究了微生物接种量、pH值、温度、MTBE初始浓度等环境因素对MTBE降解的影响.结果表明,菌A1降解MTBE的最佳条件为：pH值7.0,温度25℃,接种量2　mL（D₆₀₀=2.523 A）,初始MTBE浓度50 mg/L.在此降解条件下,7　d后MTBE去除率最高可达98.89%（与空白实验对比,MTBE挥发量占46.55%）.菌A1降解MTBE符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数rmax=0.872　d^－1,Km=7.832 mg·L^－１,Ks=130.75 mg·L^－１.     

光合细菌PSB-1D对2-氯苯酚的降解特性研究

从农药厂排污口下游底泥中分离筛选出1株可降解2-氯苯酚的光合细菌PSB-1D,经过菌落形态特征、细胞形态特征、生理生化特性实验和特征吸收光谱扫描分析后,初步鉴定该菌株为红假单胞菌(Rhodopseudomonas sp.).PSB-1D生长和2-氯苯酚降解关系实验结果表明,该菌能在含2-氯苯酚(50mg/L)的PSB液体培养基中降解2-氯苯酚,培养7d后降解率可达57.26%.进一步实验研究表明不同供氧光照组合、培养基初始pH值、温度、光照度等环境因素对PSB-1D生长和降解2-氯苯酚效果的影响较为显著.在初始pH值为7.0,培养温度为30℃,光照度为4000lx的条件下,将PSB-1D置于含2-氯苯酚质量浓度为50mg/L的PSB培养基中厌氧光照培养7d后,2-氯苯酚降解率可达到62.08%.在此基础上采用Andrews方程对PSB-1D降解2-氯苯酚的动力学过程进行拟合.结果表明PSB-1D降解2-氯苯酚符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其降解动力学参数为rmax=0.309d-1,Km=2.733mg/L,Ki=230.15mg/L.     

久效磷降解菌的分离及其酶促降解特性研究

从某农药厂废水处理池的污泥中分离到1株久效磷高效降解菌株M-1,经过对其形态特征、生理生化、以及16S rDNA序列分析,该菌株初步鉴定为Paracoccus sp..M-1能以久效磷作为唯一碳源生长,24 h对100 mg·L^-1久效磷的降解效率为92.47%.久效磷降解酶定域表达试验表明该酶为胞内酶,组成表达.久效磷酶促降解的最适反应pH为8.0,最适反应温度为25 ℃;其米氏常数（K_m）为0.29 μmol·mL^-1,最大降解速率(V_max)为682.12 μmol·(min·mg)^-1.久效磷降解酶热稳定性差,碱性条件下能够保持较高降解活性.     

镰刀菌(Fusarium sp.)对2,4,6-三氯苯酚的降解特性及其机制

为了解镰刀菌(Fusarium sp.)降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)的因素影响规律,研究了温度、p H、外加碳源、氮源、氯离子及TCP浓度对其降解特性的影响,分析了其降解动力学与降解途径.结论:镰刀菌能以TCP为唯一碳源和能源物质进行生长繁殖,TCP降解最适条件为:氮源Na NO3(0.2 g·L~(-1)),30℃,p H=6~7.外加碳源葡萄糖对降解TCP具有明显的抑制作用.氯离子浓度低于0.2 g·L~(-1)时对降解TCP具有一定的促进作用,但随着氯离子浓度的增加,TCP的降解受到了抑制.镰刀菌对TCP降解速率随着其浓度的升高而减缓.镰刀菌能降解10~50 mg·L~(-1)的TCP,其降解反应符合零级降解动力学方程.镰刀菌降解TCP过程中检测到2,6-二氯苯酚(RT 12.521 min),可推测TCP是通过2,6-二氯苯酚途径进行降解的.     

苯胺蓝脱色放线菌的分离及脱除特性研究

通过苯胺蓝平板法从陕西秦岭森林高度腐殖化土壤中分离得到一株具有高度碳源利用多样性放线菌AG-56,经16S r RNA鉴定为链霉菌属(Streptomyces),命名为Streptomyces AG-56,Gen Bank登录号KU925845.同时,考察了Streptomyces AG-56在液体条件下对苯胺蓝的降解能力.结果显示,菌株AG-56对苯胺蓝的3个波长(602、314、192 nm)吸收基团都具有不同程度的降解能力,并伴有物理吸附作用,其中对602 nm处基团具有最大的脱除能力,脱除率为72%.菌株AG-56在污水脱色方面特别是对三芳基甲烷类染料废水处理方面展现出了巨大的应用潜能.     

热纤维梭菌不同菌株的纤维素降解和酒精生产能力

以高温厌氧细菌热纤维梭菌(Clostridium thermocellum LQRI和VPI菌株)和嗜热厌氧乙醇菌(Thermoanaerobacterethanolicus X514和39E菌株)为对象,以不同浓度纤维素为底物,分析了热纤维梭菌不同菌株的纤维素降解和酒精生产能力.结果表明,在热纤维梭菌纯培养体系中,LQRI对纤维素的降解能力明显高于VPI,前者约为后者的1.2倍,但两者的酒精生产能力没有显著差异,LQRI在1%纤维素条件下酒精终浓度约为12 mmol/L,VPI约为10 mmol/L.随着底物纤维素浓度的增加(1%、2%、5%),两者对纤维素降解和酒精生产能力均呈明显下降趋势.在热纤维梭菌和嗜热厌氧乙醇菌混合培养体系中,LQRI对纤维素的降解能力明显高于VPI,前者约为后者的1.28～1.58倍.随着底物浓度的增加,两者的纤维素降解率均逐渐下降,但热纤维梭菌对纤维素降解的绝对数值还受到其它混合培养菌种的影响.此外,LQRI+Thermoanaerobacter混合培养体系的酒精生产能力明显高于VPI+Thermoanaerobacter,前者约为后者的1.27～1.77倍.随着底物浓度的增加,混合培养体系酒精生产能力没有明显下降趋势.     

一株新颖的Providencia sp.菌降解吲哚及合成靛蓝的特性研究

吲哚是一种典型的氮杂环芳烃污染物,在焦化废水和畜牧废水中大量存在.本研究从近海泥沙中分离纯化得到一株高效吲哚降解菌DCX,经16S rRNA基因序列比对分析,鉴定其为普罗维登斯菌属(Providencia sp.).该菌株能够以吲哚为唯一碳源,在28 h内将100 mg·L~(-1)吲哚完全降解.液相色谱/飞行时间-质谱联用(LC/TOF-MS)的结果表明,靛蓝、靛红、靛红酸及邻氨基苯甲酸是菌株DCX降解吲哚过程中的中间产物.此外,本研究中发现,外加营养物质可以促进菌株DCX降解吲哚,特别是加入酵母浸粉后,反应体系中会产生大量靛蓝.利用表面响应法确定菌株DCX转化吲哚合成靛蓝的最优条件为:吲哚207.49 mg·L~(-1),酵母浸粉2.9 g·L-1,接菌量4.23%(V/V),并且在最优条件下,靛蓝产率达到最高(9.90%),比初始条件提高了4.38倍.     

Methylobacterium sp.TP-1好氧降解四溴双酚A机理及其功能酶研究

四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A,TBBPA)是目前使用最广泛的溴代阻燃剂之一,在各种环境介质中普遍存在,对人体健康具有潜在危害.本研究从沉积物中筛选得到一株可降解TBBPA的菌株,命名为TP-1,经16S rDNA序列分析鉴定为甲基杆菌(Methylobacterium sp.).在pH=7的条件下反应60 h,菌株TP-1对初始浓度为10 mg·L~(-1)的TBBPA降解率为74.87%.采用HPLC-MS测定TBBPA的降解产物,发现主要产物为二溴双酚A、双酚A、4-对羟基苯乙酮和二溴化芳香族化合物,其降解方式主要为β断裂、还原脱溴和氧化,进而初步推测出其降解途径.在此基础上,基于KEGG数据库分析菌株TP-1降解TBBPA的分子生物学机制,依据模拟降解途径和KEGG注释结果推测菌株TP-1降解TBBPA的功能酶为过氧化氢酶(EC:1.11.1.6)、卤代烷脱卤酶(EC:3.8.1.5)、卤乙酸脱卤酶(EC:3.8.1.3)和单加氧酶(EC:1.14.13.7).对这4种酶同源性和编码基因进行对比分析表明,这4种酶与甲基杆菌属菌株的相应功能酶均具有较高的同源性,且相应的基因簇在甲基杆菌属菌株中均具有较好的同线性,据此推测甲基杆菌属的多数菌株具有TBBPA降解能力.本研究可从分子水平阐述TBBPA的微生物降解机制,为相关研究提供有益参考.     

磺胺二甲基嘧啶(SM2)高效降解菌J2的分离筛选及降解特性研究

从城市污水处理厂活性污泥中分离得到一株能以磺胺二甲基嘧啶(SM2)为唯一碳源的菌株,经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列同源性分析,将此菌鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),命名为J2.不同条件下的降解特性研究结果表明,J2菌株具有极高的SM2耐受性(100 mg·L~(-1))、较广的温度(20～30℃)和pH(6～8)适用范围;在温度30℃、pH=8.0、初始OD_(600)=0.1、SM2起始浓度为50 mg·L~(-1)的条件下,J2菌株在36 h内对SM2的降解率可达100%,降解效率远超目前已报道的其他SM2降解菌株,展现出了良好的应用潜力.J2菌株降解SM2过程中产生了5种主要中间代谢产物,分析推断其降解SM2的途径分为两条:①磺胺二甲基嘧啶分子首先在酶促反应作用下脱除SO_2,生成嘧啶环和苯胺环自由基,这两种自由基再经过环间耦合生成N-(4,6-二甲基嘧啶-2基)-1,4-二苯胺,该分子中的C—N键在活性氧物种的作用下断开生成苯胺和2-氨基-4,6-二甲基嘧啶;②在漆酶的作用下N~4键断裂,产生N-(3,5-二甲基嘧啶)-苯磺酰胺,之后N-(3,5-二甲基嘧啶)-苯磺酰胺的N—S键断裂,进一步形成2-氨基-4,6-二甲基嘧啶和苯亚砜.     

碳质纳米材料与枝孢菌KR14的相互影响研究

碳质纳米材料(Carbon Nanomaterials, CNMs)因具有独特的电学及光学等性质而引起了人们的广泛关注,从而被大量使用并释放到环境中,进而影响生态系统环境及生物化学过程,但目前有关CNMs与环境微生物相互作用的研究鲜见报道.因此,本文研究了枝孢菌KR14(Cladosporium sp.)与3种CNMs(单壁碳纳米管(SWCNTs)、石墨烯(Graphene)和氧化石墨烯(GO))的相互作用.结果表明,CNMs的加入促进了3种非特异性酶(漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶)活性增加,其中,对锰过氧化物酶(MnP)活性的促进作用最为显著,18 d最高增加26.1%.在3种类型的CNMs中,SWCNTs对MnP活性刺激最佳,GO最弱.木质素降解实验和电化学分析表明,CNMs可作为电子导体提高真菌胞外电子传递效率,进而提高KR14对木质素的降解.X射线光电子能谱(XPS)结果表明,除GO外,SWCNTs和石墨烯的氧碳比(O/C)均上升,二者表面发生变化.拉曼光谱(Raman)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)结果表明,SWCNTs的I_D/I_G显著提高,无序性增加;石墨烯出现2D峰,即与KR14相互作用后有一定程度堆叠;KR14可引起CNMs结构转变.本研究结果有助于深入理解和评价环境中CNMs与真菌之间的相互作用关系及CNMs对真菌降解木质素和环境碳循环的影响.     

镉对铜绿假单胞菌降解水体中壬基酚的影响

探讨了镉(Cd)对铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)SH1处理壬基酚(NP)的影响.结果表明,P.aeruginosa SH1的生物量随着Cd2+浓度的增大有明显的降低,10 mg·L~(-1)Cd2+存在时,菌株在24 h的生物量下降27.1%;Cd2+的加入对于菌体吸附NP有较大影响.对于活菌,低浓度Cd2+(0.5 mg·L~(-1))能够促进P.aeruginosa SH1吸附NP,而高浓度Cd2+(≥5 mg·L~(-1))的加入起抑制作用.对于失活菌体,低浓度Cd2+的加入对于菌体吸附NP无显著性影响,而高浓度的Cd2+能够促进吸附作用;降解实验结果表明,胞内酶的降解速率要远远大于菌体.不同浓度的Cd2+对菌体和胞内酶降解NP有着不同的影响.当体系中存在高浓度Cd2+时,胞内酶和菌体降解NP均受到抑制,胞内酶受到的抑制作用更显著.低浓度的Cd2+对菌体降解NP有促进作用,而对胞内酶降解NP无显著性影响;胞内酶对NP的降解过程符合一级动力学反应模型,Cd2+浓度为0.5 mg·L~(-1)时降解速率最快,半衰期为5.5 h,而菌体降解NP则不能很好地通过一级动力学模型进行拟合.