脂肽类生物表面活性剂液体发酵条件的响应面优化

通过Plackett-Burman和Box-Behnken实验对解淀粉芽孢杆菌XZ-173液体发酵生产表面活性素进行了响应面优化研究。首先使用Plackett-Burman实验对影响表面活性素产量的17个因素进行显著性筛选,结果表明,MnSO4、CuSO4、温度和转速为显著性因素。再运用Box-Behnken实验对这4个显著因素的取值进一步优化,得到各因素优化后的数值分别为4.4 mg/L(MnSO4)、0.18 mg/L(CuSO4)、29℃(温度)和163 r/min(转速)。响应面分析结果表明:该菌株产生表面活性素的最佳培养基为:葡萄糖15 g/L,蛋白胨5 g/L,L-谷氨酸钠6 g/L,KH2PO40.8 g/L,MgSO40.4 g/L,KCl 0.4 g/L,酵母提取物3 g/L,L-苯丙氨酸2.5 mg/L,MnSO44.4 mg/L,CuSO40.18 mg/L,FeSO40.12 mg/L;最适培养条件:pH 7.5,温度29℃,转速163 r/min,接种量5%,装液量50 mL/250 mL,摇床培养36 h。在优化后的条件下,表面活性素实际产量为336 mg/L,实际实验结果与模型预测结果相一致。表面活性素采用HPLC技术分离,发现其在浓度仅为50 mg/L时EI24就可达到70%以上,反映了表面活性素优异的乳化活性以及广阔的应用前景。     

产糖脂类生物表面活性剂菌株鉴定及发酵条件优化

从胜利油田污水中筛选出的产生物表面活性剂菌株Bbai-1,经过生理生化鉴定及16S rDNA系统发育学分析确定其属于类短短芽孢杆菌属(Brevibacillus parabrevis),由建立的该菌株的系统发育树可知菌株Bbai-1与其他类短短芽孢杆菌类同源性较低,是一个新的种.薄层色谱和红外光谱分析结果表明此菌株所产的生物表面活性剂为一种新型的糖脂类生物表面活性剂.通过产量和表面张力双重指标对菌株Bbai-1产生物表面活性剂的条件进行优化,确定了其最佳发酵温度为25℃、盐度为8 g/L、pH为7.5.在最佳发酵条件下,生物表面活性剂的产量可达0.9764 g/L.此糖脂类生物表面活性剂具有较高的降低表面张力能力,在浓度为其临界胶束浓度(120 mg/L)时,可将水溶液的表面张力从66.15 mN/m降低至27.62 mN/m.     

石油降解菌产表面活性剂的条件优化

为了了解陕北石油降解菌产表面活性剂的情况,对实验菌株CT-6以原油为唯一碳源时产表面活性剂的排油活性、表面张力和乳化性能进行了研究,并对实验菌株产表面活性剂的条件进行了优化.结果表明,排油圈直径达到8.0cm,表面张力降低到33 mN/m,乳化指数达89.9％,石油降解率达到68.0％;优化后的条件为:接种量10％、pH为8、温度28℃、转速220 r/min,该条件下,排油圈直径增加了13.1％,7d时乳化指数达到93.0％.     

非离子型表面活性剂吐温80增溶条件下菲的生物降解

本实验的目的是研究非离子型表面活性剂吐温80(Tween—80)对菲的溶解及生物降解过程的影响。结果表明，通过吐温80促溶，菲在水中的溶解度有明显的提高。在与菲共同降解的过程中，吐温80亦能作为碳源被降解微生物利用。但是，高浓度的吐温80对菲的降解有一定的抑制作用，同时在菲的降解完成后造成较高的残留表面活性别量和微生物量。     

一株产表面活性剂石油降解菌筛选及其特性

为了从含有原油的样品中筛选出降解性能良好的产生表面活性剂菌株。利用富集、驯化培养、不同配方培养基筛选和排油活性测定,筛选出产高效生物表面活性剂的菌株。在形态特征和生理生化鉴定的基础上,对其16S rDNA 序列进行了分析,并分别采用称重法和薄层层析法（TLC）测定其原油降解率和鉴别其表面活性剂的类型。进一步考察了不同种类的碳源和氮源、不同梯度的温度、盐度、酸碱度对其生长和排油活性的影响。筛选出一株高效脂肽类生物表面活性剂的菌株A-08,对其进行形态学、生理生化特性及16S rDNA 序列同源分析,此菌株为荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）。A-08最适条件为碳源是食用油和液体石蜡,氮源为（NH4）2SO4,温度40 ℃,盐度20%,pH 7.0,培养7 d后原油降解率为40.37%。实验筛选的菌株能适应较广泛的环境条件,可以对石油污染进行有效生物修复,具有较好的意义和应用价值。     

生物表面活性剂合成条件的优化及提取方法

利用油平板筛选法和排油圈法从辽河某油田的土壤样品中分离筛选高效的生物表面活性剂产生菌, 通过16S rRNA基因序列分析对所筛选菌株进行鉴定。采用L16(45)正交实验对所筛选菌株合成生物表面活性剂的条件进行优化。比较5种提取方法对发酵液中生物表面活性剂的提取效果。共分离得到17株菌,其中菌株A3、As和Y产表面活性剂的能力最强。16S rRNA基因序列分析表明,这3株菌均为假单胞菌属(Pseudomonas)。菌株A3、As、Y和 A3-As混合菌的生物表面活性剂提取量较优化前有明显的提高,其产量分别是优化前的8.4倍、6.4倍、5.6倍和5.7倍,其中,菌株As的生物表面活性剂产量最高,可达20.55 g/L。对于3种纯菌和A3-As混合菌而言,5种提取方法中均以CHCl3萃取的量最高;而对其他混合菌,5种提取方法的差别并不显著。菌株A3、As、Y均属于高效的生物表面活性剂产生菌,具有很好的应用前景。     

海洋红球菌SY095产生物表面活性剂发酵培养基的优化

为提高海洋红球菌SY095发酵产生物表面活性剂的能力,研究发酵培养基中碳源及氮源的影响,并通过响应面分析法优化培养基各组分的含量。首先通过单因素实验,确定培养基最佳碳源、氮源分别为大豆油和尿素,在此基础上,利用Plackett-Burman实验设计筛选出2个对表面活性剂产量有显著影响的因子为尿素和K2HPO4,通过最陡爬坡实验和响应面分析法对显著影响因子进行优化,获得海洋红球菌产表面活性剂的最佳培养基配方为：大豆油2%（体积分数）,尿素2.35 g·L-1,K2HPO40.69 g·L-1,KH2PO4 1.0 g·L-1,MgSO4 0.5 g·L-1。使用该优化培养基配方,海洋红球菌发酵液的表面张力为29.254 mN·m-1,与预测值接近,表面张力活性比优化前提高了12.9%。     

pH对生物表面活性剂脂肽强化剩余污泥厌氧水解酸化的影响

近年来,污泥厌氧发酵作为一种新型的污泥处理方式受到广泛关注。通过厌氧发酵,一方面污泥得以减量化,另一方面,得到能源物质短链挥发性脂肪酸(SCFA)。然而,厌氧反应中水解步骤是限制污泥厌氧发酵的关键步骤。因此,提出利用脂肽强化污泥厌氧发酵生产SCFA的方法,并探讨了pH对脂肽强化污泥水解酸化的影响。实验结果表明,碱性环境有助于进一步提高脂肽作用下污泥厌氧水解酸化速率,且最佳pH为10,此时最大SCFA积累量为286.4 mg·g-1。研究表明,碱性环境能够进一步强化污泥中有机物(蛋白质和多糖)的溶出,且抑制甲烷的积累。     

产表面活性剂菌筛选及其对柴油降解影响研究

运用微生物培养方法,从饭店排污口污泥中筛选了7株产表面活性剂菌株。为了研究产表面活性剂菌在柴油降解过程中所产生的影响,分别将这些菌株与柴油降解菌(实验室提取的另一株假单胞菌)共同作用,其中一株(B_(26))不但可以将降解诱导期从6 d缩短至4 d,而且能将降解率由原来的71.1%提高至80.6%,具有较大的研究价值。实验着重对B_(26)的作用机理、柴油降解的影响因素等进行了分析研究。经形态学和生理生化实验鉴定,B_(26)属于芽孢菌属,其代谢过程中产生脂肽类表面活性剂,利用冷冻干燥法提取生物表面活性剂产量为1.57 g/L。     

生物表面活性剂及其在环境修复中的研究进展

生物表面活性剂是由微生物分泌的天然产物,由于其物理性质和化学结构与许多人工合成的表面活性剂相似,并且对土壤、淡水、海洋等生态系统毒性较低,因而在环境污染治理方面,特别是在重金属和石油等有机溶剂污染的原位和异位生物修复方面具有极大的应用潜力.主要综述了近年国内外生物表面活性剂在廉价制备、作用机理、环境修复中的研究进展.     

石油降解菌XD-1产表面活性剂的性能

从含油废水中筛选分离到1株原油降解菌XD-1,鉴定为假单胞菌(Pseuomonas sp.).初步实验表明菌XD-1具有较强的产表面活性剂乳化原油的作用,对该菌的产表面活性剂性能进行了研究.实验证明,菌XD-1所产表面活性剂为脂肽类物质,菌在生长对数期产表面活性剂,表面活性剂的产生为生长相关型;充足的碳源是产表面活性剂的必需条件,菌利用原油为碳源时能持续大量地产表面活性剂;原油和尿素为产表面活性剂的最适碳源和氮源,菌XD-1产表面活性剂的最佳营养培养基组成为葡萄糖10 g,尿素4 g,磷酸二氢钾1 g,微量元素液4 mL,水1 L,pH 8.0.     

生物与化学表面活性剂协同洗脱土壤中PCBs的研究

通过序批实验和土柱淋洗实验研究了由生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)与非离子化学表面活性剂十二烷基醇聚氧乙烯(6)醚(POE(6))混合得到的复配试剂洗脱污染土壤中多氯联苯(PCBs)的作用效果及其作用机理。结果表明,同一土样中,从批实验得到的PCBs洗脱率略高于土柱淋洗实验。RL与POE(6)两种单一试剂对人工污染土样中的PCBs洗脱率均大于60%,而对陈化土样中的洗脱率均不到20%,且土壤中的TOC含量越高,PCBs的洗脱率越低。在质量浓度为301 mg/L(10 CMC)及1 505 mg/L(50 CMC)的RL-POE(6)复配试剂中,RL与POE(6)对人工污染土壤中PCBs的洗脱具有一定的协同作用。当复配试剂的浓度为301 mg/L时,RL与POE(6)对陈化土样中PCBs的洗脱没有协同作用;但当RL-POE(6)的浓度增加到1 505 mg/L时,RL与POE(6)对陈化土样中PCBs的洗脱具有明显的协同作用。     

基于生物表面活性剂的柴油微乳体系构建与性能研究

以生物表面活性剂鼠李糖脂（RL）为表面活性剂,中长碳链正构醇（正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇及正辛醇）为助表面活性剂,采用滴定法制备RL／柴油／正构醇／水柴油微乳体系,并考察了表面活性剂用量（Km）、助表面活性剂醇的种类及用量（δas）及离子强度对柴油微乳体系最大增溶水量（Wo）的影响,并对不同条件下获得的柴油微乳体系的运动粘度（μ）和表面张力（γ）进行了表征。通过荧光法测得RL在柴油中的临界胶束浓度CMC为7g／L。当生物表面活性剂与柴油的质量比Km为0．02,助表面活性剂选用正庚醇且醇与表面活性剂的质量比δgs为0．1,NaOH溶液质量分数为0．06％时,柴油微乳体系的肛和T较低,形。最大,性能较佳。     

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。     

一株生物表面活性剂产生菌的筛选鉴定及其特性

利用蓝色凝胶平板筛选法,从华北某油田受污染的土壤中分离筛选得到1株优良的生物表面活性剂产生菌H1。通过生理生化特征及16S rRNA基因序列相似性分析,将其鉴定为肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)。薄层层析和红外光谱分析表明,该菌株所产生物表面活性剂为磷脂类生物表面活性剂。对其所产生物表面活性剂的稳定性进行研究,并考察影响该生物表面活性剂合成的因素。稳定性实验显示,该生物表面活性剂可耐受90℃的高温,对pH有较广泛的适应性(pH 6.5~11.0),NaCl浓度对其生物活性影响不大。以蔗糖为碳源,硝酸铵为氮源,初始pH 6.5~7.0,30℃的培养条件有利于该生物表面活性剂的合成,生物表面活性剂的产量可达0.742 g/L。该研究成果可为原油的驱油降黏提供有效的菌源和理论依据。     

糖脂类生物表面活性剂去除污染含水层中石油烃的研究

研究了糖脂类生物表面活性剂对石油烃的增溶,并将其用于污染含水层中石油烃的去除。结果表明:石油烃溶解度随着糖脂类生物表面活性剂浓度的增大而增大,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为1 200mg/L时,石油烃溶解度达10 077.7mg/L;界面张力随着糖脂类生物表面活性剂浓度的增加而减小,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为1mg/L时,界面张力为34.3mN/m,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为800mg/L时,界面张力为5.2 mN/m。采用糖脂类生物表面活性剂对污染含水层进行清洗处理,在固液比(质量体积比)为1g∶2mL的体系中,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为3 000mg/L,120r/min、10℃下振荡12h,石油烃去除率达70.82%。污染含水层柱冲洗结果表明,糖脂类生物表面活性剂质量浓度分别为1 200、3 000mg/L时,10倍孔隙体积的表面活性剂冲洗后,分别从污染砂样中去除41.81%和63.30%的石油烃。     

表面活性剂对多环芳烃的淋洗修复

土壤是人类赖以生存和发展的物质基础和环境条件。但目前无论在发展中国家还是在发达国家土壤污染问题都很严重。土壤淋洗修复技术是一种行之有效的污染土壤治理技术,适合于快速修复受高浓度重金属和有机物污染土壤与沉积物。研究了Triton X-100、SDS、TW80对多环芳烃的增溶作用,以及不同比例的Triton X-100/SDS复合表面活性剂对多环芳烃的增溶作用效果。以沈阳炼焦煤气厂搬迁区为实例,研究了土壤与淋洗剂的固液比、淋洗剂的浓度和淋洗的振荡时间对土壤淋洗修复效果的影响。     

生物表面活性剂及其在地下水污染修复领域的应用与展望

将生物表面活性剂(BS)应用于地下水修复是一个很好的研究思路.系统总结BS在地下水修复领域的应用,重点介绍BS在去除石油烃污染和重金属方面的科学研究(包括BS的分类及特性、生产底物和修复机理等),并对其与新技术和新材料的结合进行展望.     

表面活性剂对叶面滞尘作用的影响

表面活性剂能够增强植物叶面滞尘能力,研究不同表面活性剂对植物滞尘能力的影响,对于利用植物防治粉尘污染有重要意义。以LAS、DTAB、AR和APG200为喷洒试剂,研究了8种植物吸附表面活性剂后滞留粉尘的重量、组分。结果表明,LAS浓度、植物种类、表面活性剂类型对滞尘量和面积比具有显著影响(P<0.05);表面活性剂能够有效提高植物滞尘能力,LAS、DTAB效果优于生物型AR、APG200,且测试叶面滞尘量的变化与叶面接触角无明显关系;LAS使除朴树外所有植物的滞尘能力增加的浓度为0.2 g/L,而对滞留粉尘组分改变较大的浓度为0.5 g/L;此外,表面活性剂能改变滞留粉尘的组分,但不具有明显的规律性,粉尘的遮光比变化趋势与叶面滞尘量基本相似。     

表面活性剂对焦化污染土壤中多环芳烃淋洗修复研究

异位土壤淋洗是一种高效修复污染土壤技术。以孝义市某焦化厂污染土壤为研究对象,采用批处理实验,探究表面活性剂曲拉通-100(TX-100)、吐温80(TW80)、烷基糖苷(APG)作为淋洗剂对土壤中16种多环芳烃(PAHs)的淋洗效果,并以TW80为代表,考察了淋洗剂浓度、淋洗时间、pH以及淋洗方式对污染土壤中PAHs的去除效果。结果表明,TW80、TX-100和APG对土壤中16种PAHs的总去除率分别为25.67%、18.89%和16.77%。TW80作为淋洗剂,3环PAHs的去除率低于高环(3环)PAHs,主要与焦化污染土壤中以3环PAHs为主有关;高环PAHs随着环数的增加,去除率降低。焦化污染土壤中PAHs的去除在240min达到平衡;大部分PAHs去除率随TW80浓度的增加而增大;pH可不作调整;在TW80用量相同情况下,建议采用单次淋洗。