鼠李糖脂浓度对铜绿假单胞菌NY3烃代谢过程中细胞生理特性影响作用

为了研究表面活性剂鼠李糖脂(Rha)促进铜绿假单胞菌NY3烃降解与该菌细胞生理特性变化规律的相关性,在实验室可控条件下,研究了投加Rha后对该菌在整个培养过程中生长情况、正十六烷降解率、胞内脂多糖含量、胞内外蛋白含量等生理特性的影响。结果表明,NY3菌对正十六烷的降解率不受限于该鼠李糖脂临界胶束浓度(CMC=35 mg·L~(-1)),即在投加高于CMC浓度时同样可以提高正十六烷的降解率,并增大体系生物量和积累大量酸性物质(多为烃的氧化产物),该酸性物质能被NY3菌利用并快速生长。投加Rha可增加细胞内脂多糖的含量,并与体系中被去除的烃类物质的量成正比;同时能促进胞内蛋白在短时间内增加并趋于稳定,而降解体系中胞外蛋白同样对于正十六烷的降解有积极作用。因此,投加Rha不仅能提高对疏水性有机物的增溶性,同时对代谢过程中菌体的生理生化特性有明显的改变,从而提高NY3菌对烃类物质的降解率。     

铜绿假单胞菌NY3所产表面活性剂对原油降解的影响

铜绿假单胞菌NY3是从石油污染土壤中分离出的一株能快速代谢疏水性化合物的菌种。研究了该菌产表面活性剂及对原油降解的作用。实验表明,在敞开体系中,投加82 mg/L NY3菌产的鼠李糖脂,240 h能使NY3对原油的降解率提高50%。投加甘油使NY3产鼠李糖脂与降解原油同步进行,与投加鼠李糖脂对原油降解的促进作用相近。投加9‰甘油使NY3在168 h对原油的降解率提高43%。NY3菌能同时降解原油中的直链烷烃及菲(Pr)和芘(Ph)等多环芳烃。在敞开体系中用少量甘油使产鼠李糖脂和降解原油同步进行,节约处理费用。研究结果为NY3菌株在露天石油污染环境修复中的应用奠定了基础。     

鼠李糖脂对微生物菌剂降解石油的影响

以石油烃降解微生物菌剂和铜绿假单胞菌株A6为对象,考察不同浓度鼠李糖脂对菌剂细胞表面疏水性、原油降解性能和微生物生长的影响,采用GC-MS分析石油中正构烷烃组分的降解情况。结果表明,低浓度鼠李糖脂就可提高菌剂细胞的表面疏水性和原油降解效果。以250mg／L添加组最明显,第7天疏水性达最高,为58．6％,比对照组提高约26．2％;降解第15天原油降解率达71．6％,分别比对照组和TW20组提高16％和13．3％。GC-MS结果显示鼠李糖脂对高碳数烷烃的降解作用大于低碳数烷烃,正二十三烷和正三十三烷的降解率分别较对照提高了21．5％和33．7％。菌剂对奇数碳烷烃的降解效果优于偶数碳烷烃。鼠李糖脂分别使菌剂中细菌、放线菌和霉菌的最大生物量提高了5．7、2．4和1．8倍。鼠李糖脂对微生物细胞疏水性和生物量的提高与石油降解效果正相关。     

鼠李糖脂对不同菌株降解柴油污染物的影响

通过一系列实验分析了鼠李糖脂对柴油污染物生物降解的影响。单菌株柴油降解实验结果表明,在添加生物表面活性剂鼠李糖脂后,各菌株细胞表面疏水性均发生不同程度的增加,并且对柴油的降解率均有所提高。在混合菌的柴油污染物降解实验中,发现当向土壤中添加了200 mg/L鼠李糖脂时,对柴油的降解才有较大的提高;而当添加100 mg/L的鼠李糖脂到水体中时,对柴油的降解就有较大的提高,而当鼠李糖脂浓度提高为200 mg/L时,柴油的降解率却没有进一步明显的提高。这说明鼠李糖脂对柴油降解的影响程度不仅与环境介质有关,还与添加的鼠李糖脂浓度有关。进一步分析表明,添加适当浓度的鼠李糖脂不仅可以提高对柴油的降解率,而且可加速其降解速度,缩短生物修复所需时间。     

二鼠李糖脂对白腐菌降解稻草中木质纤维素的影响

通过固态发酵方式采用白腐菌对稻草中木质纤维素进行降解,并研究了生物表面活性剂二鼠李糖脂对该降解过程的影响。结果表明,不同浓度的二鼠李糖脂能在不同程度上提高降解过程水溶性有机碳的含量,添加0.007%和0.021%二鼠李糖脂的实验组最高TOC(total organic carbon)浓度较对照组分别提高了83.6%和54.5%,这有利于黄孢原毛平革菌的生长,且延缓了菌体的衰退。添加临界胶束浓度0.007%和0.021%浓度的二鼠李糖脂可使LiP(lignin peroxidase)酶活分别提高85.7%和41.2%,二鼠李糖脂对MnP(manganese peroxidase)酶活没有显著影响。生物表面活性剂的介入促进了白腐菌对稻草中木质素的降解,添加0.007%二鼠李糖脂可使木质素降解率提高54%。     

嗜油菌NY3对蜡质油污泥无害化处理

蜡质油污泥(WOS)成分复杂,含大量老化原油、蜡质油、沥青质及其他化学药剂,属危险性固体废弃物,大量排放已成为石化企业可持续发展的障碍.研究利用铜绿假单胞菌NY3处理高浓度WOS的条件,结果表明,WOS∶木屑(m/m)(d =0.30 mm) 7∶1并结合热熔分散为最佳油污泥预处理条件;液相降解体系含油量为24.5 g/L时,6d内,油泥中C20以下的正构烷烃完全被去除,C21～C34和C35～C38大分子量正构烷烃去除率分别在91％ ～99％和78％ ～ 89％之间.添加鼠李糖脂能明显提高长链烃和多环芳烃的降解率.6d内210 mg/L鼠李糖脂使C29 ～ C38的降解率提高17.27％ ～36.65％,芘、菲分别提高13.67％和16.12％.添加葡萄糖和Fe2+的条件下,NY3菌可将油污泥转化成为糖蛋白,产量达28 g/L.     

一株铜绿假单胞菌的筛选鉴定及其产鼠李糖脂条件的优化

从重油污染的土壤中分离出菌株GTX1~GTX4,采用溴化十六烷三甲基铵(CTAB)蓝色凝胶培养基和排油圈法对菌株进行初筛,其中菌株GTX4排油圈直径最大且稳定,通过生理生化实验和16SrDNA鉴定,GTX4为铜绿假单胞菌。将GTX4接种于甘油培养基,在33℃、150r/min条件下培养96h后,经亚甲基蓝-氯仿法和薄层层析(TLC)测定产物为鼠李糖脂,蒽酮-硫酸法测定培养液中鼠李糖脂质量浓度为0.741g/L,培养液表面张力29.87mN/m。通过单因素实验确定GTX4培养的最佳碳源和氮源分别为调和油、NaNO_3,由正交实验得到GTX4产鼠李糖脂的优化条件为调和油45.0g/L,NaNO_3 4.0g/L,微量元素溶液3.5mL/L,菌液接种量0.35%(体积分数),在33℃、200r/min下摇床培养96h,培养液中鼠李糖脂质量浓度可达2.256g/L,液相表面张力降至27.39mN/m。     

3种石油烃降解菌对石油烃的降解效果及其细胞表面疏水性

选取3种石油烃降解菌:假单胞菌(Pseudomonas sp.,DS-1)、铜绿色假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,DS-2)和无色杆菌(Achromobacter sp.,DS-3),研究其对石油烃的降解效果及其细胞表面疏水性。结果表明,经过6d的降解,3种石油烃降解菌对石油烃的降解率分别为99.08%、79.75%、84.34%。石油烃的黏附性测试和盐析聚集测试结果表明,3种石油烃降解菌均表现出较高的细胞表面疏水性,其规律为DS-1DS-3DS-2。其中DS-1的细胞表面疏水性最高,达65.90%。DS-1、DS-2和DS-3菌株发生盐析聚集所需最小(NH4)2SO4摩尔浓度分别为2.0、2.8、2.4 mol/L。菌株的细胞表面疏水性和降解有机物的能力有着较高的相关性。     

生物表面活性剂在城市污泥静态强制通风好氧堆肥中的作用

采用静态强制通风好氧堆肥模式对城市剩余污泥进行堆肥降解,并研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对堆肥过程的作用。结果表明,堆肥过程中,添加了质量分数为0.015%鼠李糖脂溶液堆制处理和空白对照堆制处理的堆温变化都明显呈现出中温期0～5 d、高温期6～12 d和降温期13～28 d 3个阶段。实验组比空白组的堆体升温快、高温期持续时间长、堆体的含水率高。鼠李糖脂的添加,使实验组的微生物数量高于空白组。添加鼠李糖脂的堆体和空白堆体的种子发芽指数(GI)在堆肥结束时分别为53.70%和50.80%,说明鼠李糖脂促进了堆肥的腐熟,但由于相对浓缩效应,堆肥产品的重金属含量略高于空白堆体。生物表面活性剂的介入促进了堆肥中木质纤维素的初步降解。研究表明,添加鼠李糖脂能够改善堆肥处理的微环境,促进有机质降解和堆肥的腐熟。     

不同浓度鼠李糖脂对土壤多环芳烃去除率及微生物群落结构的影响

研究了鼠李糖脂浓度对3种多环芳烃(PAHs)菲、荧蒽和芘去除率的影响,以及对土壤微生物群落结构的影响。结果表明,培养35d后,鼠李糖脂质量浓度为100～200mg/kg时,菲、荧蒽和芘的去除率相对最高,土壤中细菌16SrRNA基因和phnAc基因的丰度也达到最大。土壤中天然的PAHs降解菌群主要是假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、溶杆菌属(Lysobacter)和环脂酸芽孢杆菌属(Tumebacillus)等;加入鼠李糖脂后,赭黄嗜盐囊菌属(Haliangium)和土壤红杆菌属(Solirubrobacter)的丰度增加,促进了PAHs更高效的降解。     

一株耐盐柴油降解菌的分离鉴定及其降解性能

从某油田附近受石油污染土壤中分离出一株以柴油为惟一碳源的耐盐菌株LS1。通过对菌株的生理生化特性、菌体的形态观察及16S r DNA基因序列分析鉴定菌株LS1为假单胞菌属(pseudomonas)。该菌株可耐受的最高盐度(Na Cl)和柴油浓度分别为6%~8%和12 000 mg/L。菌株生长的适宜p H和温度条件分别为6.0~8.0和28~36℃。在盐度为6%、p H为7.0、温度为32℃、菌种投加量为10%的条件下,初始浓度为3 000 mg/L的柴油经6 d降解后,去除率可达78.3%,加入适量外加碳源葡萄糖和蔗糖,可使降解率分别提高至92%和90%左右。菌株LS1的耐盐机理可能是通过在细胞内积累甜菜碱以调节菌株细胞内外渗透压平衡。投加甜菜碱可提高耐盐菌LS1在高盐环境下对柴油的降解效率。     

石油烃降解菌的细胞表面疏水性的研究进展

细胞表面疏水性是影响微生物吸收和降解疏水性石油烃的主要因素。结合国内外的研究现状,综述了细胞表面疏水性的测定方法,探讨了培养基成分、培养时间、温度、pH等环境因素对细胞表面疏水性的影响,总结了石油烃降解菌的细胞表面疏水性与石油烃微生物降解的关系、表面活性剂对细胞表面疏水性及生物降解的影响,最后对细胞表面疏水性研究方向进行了展望。     

炼油废水中筛选的一株高效降解石油烃菌株的鉴定及降解特性

近年来,石油污染造成的环境问题日益严重,寻找高效的石油降解菌株成为石油污染微生物修复的关键因素。通过对炼油废水中筛选出的一株高效降解石油烃菌株L4进行菌株形态特征观察、生理生化特性实验以及16SrDNA序列分析,鉴定其为苍白杆菌(Ochrobactrum ciceri)。并对L4降解石油烃效果、降解动力学及降解过程中的菌体浓度变化进行了研究,结果表明:在初始质量浓度为4 000mg/L的石油烃中加入该菌株,120r/min、30℃下振荡培养6d后,石油烃降解率高达98.98%。L4降解石油烃的动力学曲线与零级动力学方程拟合效果良好,半衰期为2.3d。L4在降解石油烃的0～1d,菌体生长较为迟缓,随后进入对数生长期;4d后,生长速率逐渐降低直至为零,石油烃降解率也缓慢增加,直至趋于稳定。     

低温喹啉降解菌的筛选及降解性能

从吉林石化污水处理厂的活性污泥中驯化、筛选获得一株降解效率高且生长速率快高效耐冷菌,命名为WS-5.该菌能以喹啉作为惟一的碳源、氮源及能源.结合菌体的形态观察、生理生化特性实验及16S rDNA序列同源性对比分析,鉴定菌株WS-5为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).不同降解条件下的实验结果表明,菌株WS-5的最佳降解条件是投菌量为15％,pH值范围在8～10,摇床转速为100 r/min.最佳降解环境下对200 mg/L的喹啉在132 h降解率达到了85.3％.菌株WS-5对初始喹啉浓度为50、100、200和300 mg/L的初始喹啉浓度分别在36、72、192和262 h内完全降解.这将为今后在低温条件下处理含喹啉废水提供技术指导.     

序批式反应器生物强化处理苯酚废水的研究

将4株高效苯酚分解菌湿菌体分3批投加于序批式反应器(SBR),对活性污泥进行生物强化试验,分析活性污泥状态与性能变化,测定生物强化后对苯酚的降解能力.结果表明,随着生物强化过程的进行,沉降性能改善,污泥颗粒化趋势明显;生物强化后,活性污泥对苯酚降解能力、降解速率及对苯酚的耐受性明显提高:苯酚质量浓度为730～960mg/L时,苯酚完全降解时间可由正常的6h缩短至2h;6h内可完全降解苯酚的质量浓度由原来的880mg/L提高到2080mg/L,处理能力提高了1.36倍;当进水苯酚质量浓度增加到2400mg/L时,6h内污泥对苯酚的降解率仍达到60.1%.     

鼠李糖脂对苯系物污染含水层的修复效果研究

通过模拟污染介质的静态脱附实验和一维模拟柱冲洗实验，对比了鼠李糖脂、Tween-80、TX-100对苯的修复效果，筛选出最优表面活性剂进行实际污染土样修复，确定最佳修复技术参数。结果表明：3种表面活性剂对苯的脱附效果为鼠李糖脂>Tween-80>TX-100。采用鼠李糖脂淋洗液进行实际污染土样动态冲洗修复时，鼠李糖脂质量分数宜为0.20%,冲洗流速不宜超过14.4 mL/d,淋洗液冲洗量宜为4倍孔隙体积(PV),在此条件下苯的出流质量浓度最低可达到0.29 mg/L。在实际污染场地修复应用时，修复后应持续注入2倍PV以上的清水冲洗出残留污染物和修复药剂，研究结果可为苯系物污染含水层的表面活性剂修复提供理论指导和技术支撑。     

有效降解万古霉素废水COD的真菌菌株筛选及研究

从本实验室保存的447株真菌中筛选出1株能有效降解万古霉紊废水COD的真菌HCCB00304.通过形态观察及分子生物学分析,鉴定该菌株为绿僵菌.利用真菌HCCB00304处理万古霉素废水的最佳条件为:菌体投加量10%(体积分数)、初始pH 6.00、25℃、处理时间60 h,在此条件下可使废水的COD从114 208 mg/L降到56 145 mg/L,COD降解率为50.84%.反应动力学分析表明,COD降解呈一级反应动力学过程,其降解速率常数为0.013 3 h-1.     

鼠李糖脂协助下的土壤中镉电动修复

实验研究了重金属Cd在生物表面活性剂鼠李糖脂协助下的电动修复过程,通过不同方式、不同浓度、不同酸碱度的鼠李糖脂溶液的添加与空白处理对比,探讨了鼠李糖脂协助下电动修复过程中的Cd在土壤介质中的迁移转化和机理,分析了鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂的可行性。结果表明,中等浓度酸性的鼠李糖脂溶液(pH=4.78,浓度为0.5、1和2 g/L)能对土壤中的重金属Cd进行有效的富集,富集量均在初始值的4倍以上,且其可交换态比重均大于42.07%,非常有利于土壤进行二次修复。此外,以pH=4.78,浓度为0.5 g/L的鼠李糖脂溶液作为预处理剂的Ex-08中的重金属Cd并未出现富集现象,但其对重金属的Cd的总去除效率达到了49.27%。表明利用鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂进行土壤重金属修复是可行的。     

假单胞菌L-01产表面活性剂的性能分析

通过对活性部位测定,表明菌株L-01产的生物表面活性剂主要是胞外型的糖脂类物质;提取生物表面活性剂后,采用红外扫描仪和紫外扫描仪测定其结构并进一步分析表明,该生物表面活性剂为鼠李糖脂。当以柴油为惟一碳源培养菌株L-01时,在生长的对数后期开始产鼠李糖脂,并在稳定期的初期达到最大值。菌株L-01产的鼠李糖脂对柴油具有良好的乳化能力,培养60 h时,其E24值高达95.2%。通常表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)是指在水中测得的,而对鼠李糖脂在水中和土壤中的测定其CMC值后,结果发现两者差距很大,在水中的CMC为65 mg/L;而在土壤溶液中时,其CMC值高达185 mg/L,这一点对利用生物表面活性剂于石油污染生物修复具有重要的参考价值,因为添加的表面活性剂在高于CMC值时才能有效地提高生物修复效率。     

鼠李糖脂对底泥三氯生脱附的影响因素

采用吸附/脱附平衡实验考察了温度对鼠李糖脂作用下三氯生(TCS)在底泥/水中分配的影响,以及鼠李糖脂浓度、泥水比、反应时间、TCS初始浓度对鼠李糖脂脱附底泥中TCS的影响;并通过Box-Behnken响应曲面法(RSM)确定了鼠李糖脂强化脱附底泥中TCS的影响因素排序、最佳脱附条件和调控策略。结果表明,在283~323 K的温度范围内,温度越高,TCS越容易向水相迁移;鼠李糖脂浓度越大、泥水比越低、时间越长、TCS初始浓度越低,越有利于鼠李糖脂脱附TCS。各影响因素作用排序为:泥水比鼠李糖脂浓度pH时间;最佳脱附条件:鼠李糖脂浓度2 996.96 mg·L~(-1)、泥水比10 g·L~(-1)、反应时间30 h及pH 7.9。此时,鼠李糖脂对底泥中TCS的最大脱附率可达90.70%。可为鼠李糖脂生物表面活性剂强化受TCS污染水体的原位修复的可行性提供判据。