PCBs降解菌的筛选及其降解特性研究

采用富集培养的方法从多氯联苯(PCBs)污染土壤中筛选到1株高效降解PCBs的细菌,命名为PS-11.经16S rDNA初步鉴定,此菌株属于嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia).结果表明,菌株PS-11能够以PCBs作为唯一碳源生长并且能够降解PCBs,菌株PS-11对2 mg.L-1PCB52 4 d的降解率为31.1%,7 d的降解率可达52.9%;对难降解的高氯代多氯联苯PCB153 7 d的降解率为10.9%.此外,该菌株的环境耐受性比较好,在30℃、pH为7～9、PCB52浓度为2～10 mg.L-1的条件下生长较快、降解效果较好,尤其在pH 7、PCB52浓度为2 mg.L-1时降解率最高;碳源种类不同,菌株PS-11的生长能力也不同,其中在以蔗糖为碳源时PS-11的生长能力最强,以葡萄糖为碳源时PS-11的适应期最短,且蔗糖、葡萄糖和Tween-80均可提高PS-11对PCB52的降解率;同时菌株PS-11还可耐受一定浓度的重金属,其耐受性大小为Pb2+>Cd2+>Zn2+>Cu2+.     

四溴双酚A好氧降解菌的筛选及其降解特性研究

为了解四溴双酚A(TBBPA)的微生物降解特性,采用TBBPA为单一碳源的选择性培养基从苯酚降解颗粒污泥中筛选出4株对TBBPA具有良好降解性的好氧菌株,其中菌株H经16S rDNA测序鉴定为红球菌属.正交试验得出其最优降解条件为:温度30℃,摇床转速150 r.min-1,pH 6.5,腐殖酸浓度200 mg·L-1,K+浓度1 000 mg·L-1;此条件下21 d降解脱溴率达20.75%.LC-MS结果表明,TBBPA好氧降解的主要产物是分子中异丙基与苯环断裂后脱溴产生的一溴苯酚.聚丙烯酰胺蛋白凝胶电泳(SDS-PAGE)结果表明,该菌株H的蛋白系列中含有一条介于(90～117)×103间的条带,对比同期考察的葡萄糖培养与TBBPA无机盐溶液培养菌,结合粗酶液的降解实验,该蛋白可能是受TBBPA激活的特异性降解酶.     

己烯雌酚降解菌株沙雷氏菌的分离鉴定及其降解特性

利用具有降解己烯雌酚(diethylstilbestrol,DES)特性的功能微生物来降解DES、有望实现环境中DES的有效去除,然而迄今关于降解DES的功能菌株及其降解特性的报道很少.本研究通过选择性富集培养,从某污水处理站活性污泥中分离获得1株具有DES降解特性的细菌(菌株S).经形态观察、生理生化试验及16S rDNA序列同源性分析将菌株S鉴定为沙雷氏菌属(Serratia sp.)细菌.菌株S好氧生长,30℃、150 r·min-1摇床培养7 d后,对无机盐培养基中DES(50 mg·L-1)的降解率达68.3%.通过摇瓶实验,优化了菌株S生长和降解DES的最适环境条件:温度30℃,底物浓度40～60 mg·L-1,pH 7.0,接种量5%,盐添加量0 g·L-1,装液量10 mL(100 mL三角瓶).     

一株1,2,3,4-四氯苯降解菌的筛选和降解特性研究

从广东某化学试剂厂周边土壤中筛选、分离并纯化出一株能有效降解1,2,3,4-四氯苯(1,2,3,4-TeCB)的菌株,命名为L-1号菌.探索不同接种量(2%;3%;5%)菌株对25 mg·L-1的1,2,3,4-四氯苯模拟废水化学需氧量(COD)、氯离子释放浓度、1,2,3,4-四氯苯降解效果影响,并结合气相质谱联用仪(GC-MS)工作站分析菌株对1,2,3,4-TeCB降解产物.结果表明:经16S rDNA鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌;菌株接种量为5%对1,2,3,4-TeCB降解效果最佳,在pH=7.0、温度30℃,摇床转速110 r·min-1条件下反应7d,COD降解率达62.71%;氯离子释放浓度4.98mg·L-1;四氯苯降解量达20.47 mg·L-1.通过对L-1号菌降解1,2,3,4-TeCB产物分析,发现L-1号菌对1,2,3,4-TeCB的降解是通过先开环后脱氯的途径实现的.     

一株菲降解菌的鉴定及降解特性

从沈阳北部污水处理厂曝气池活性污泥中驯化和分离得到一株以菲为碳源的降解菌株W12,根据菌株形态和16S r DNA基因测序分析,该菌株鉴定为耳炎假单胞菌(Pseudomonas otitidis.).该菌株降解菲的最佳环境条件为:温度为30℃,p H值为7.0,摇床转速为170 r·min-1,接种量为10%,盐度为0.5%;菲初始质量浓度为1000 mg·L-1培养96 h后,降解率为65.80%,且对菲的最大耐受浓度为2000 mg·L-1;加入蛋白胨和酵母膏后,降解率分别提高到75.65%和70.85%.     

2株降解菲的植物内生细菌筛选及其降解特性

为了获得具有菲降解特性的植物内生细菌,通过选择性富集培养,本研究从多环芳烃污染区植物体内分离得到2株能够降解液体培养基中高浓度菲(200 mg·L-1)的植物内生细菌(菌株P1和P3).经形态观察、生理生化特征鉴定和16S rDNA序列同源性分析,分别将菌株P1和P3鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)的细菌.菌株P1和P3均为好氧生长,28℃、150 r·min-1摇床培养7 d,2株菌对无机盐培养基中菲(100 mg·L-1)的降解率均高于90%.条件实验表明,温度20～30℃,pH 6.0～8.0,盐含量0%～4%,装液量10～30 mL(100 mL三角瓶)2菌株生长良好且对菲降解率高于70%.其最适生长和降解温度为30℃,pH为7.0,盐含量≤4%,装液量≤30 mL.综合比较2株菌对菲的降解特性,P1菌株高温耐受性稍强,而P3菌株对环境pH改变和缺氧的耐受性稍强.     

两株毒死蜱降解细菌的分离鉴定及其降解特性

采用富集培养的方法,从农药生产企业的废水处理系统中分离驯化出两株能够降解毒死蜱的菌株HY-2与HY-4,在形态特征和生理生化分析的基础上,又对其16S rDNA序列进行了分析,并研究了其对毒死蜱和其它有机磷农药的降解特性.结果表明,2个菌株均属蜡状芽孢杆菌(Bacillus cerens),HY-4对毒死蜱的降解能力大于HY-2.2个菌株降解毒死蜱的适宜条件为:外加葡萄糖浓度3g·L-1,培养温度35℃,初始pH值8.0,毒死蜱初始浓度80mg·L-1,接种量20%(体积比,菌体密度:稀释到所配菌悬母液(OD600=2)的0.5倍).酵母膏含量对降解的影响表明,当添加3g·L-1的葡萄糖时,最适的酵母膏含量为1g·L-1,而不添加葡萄糖时,最适的酵母膏含量为5g·L-1.2个菌株对甲基对硫磷的降解研究发现,HY-2和HY-4对初始浓度为100mg·L-1的甲基对硫磷60h的降解率分别达64.7%和88.7%;然而,2个菌株对初始浓度为100mg·L-1的三唑磷60h的降解率仅为13.3%-14.2%,降解率较低.     

具菲降解特性植物内生细菌的分离筛选及其生物学特性

从长期受石油污染的植物体内分离到内生细菌36株,通过平皿促生和定殖试验筛选出1株能高效降解菲并明显促进小麦生长、能在小麦体内良好定殖的内生细菌7J2菌株.同时,对菌株7J2的生物学特性进行了研究.结果表明,菌株7J2在菲含量为30 mg·L-1的条件下,28℃振荡培养6d,菲的降解率达到99.81%.菌株7J2能够产生吲哚乙酸(IAA)(3.4±0.2)mg·L-1)和铁载体(2,3-二羟基苯甲酸)(4.3±1.6) mg·L-1).振荡培养3d,接活菌的培养基中有效磷浓度比接灭活菌的处理增加了32.5%.另外,菌株7J2对重金属Pb2 、Cr2 、Cu2 、Ni2 、Zn2 、Cd2 均有较强的抗性.通过16SrDNA序列测定,菌株7J2属于肠杆菌属.     

降解甲基对硫磷的节杆菌(Arthrobacter sp.)L4菌株的分离和降解特性研究

从生产甲基对硫磷的山东华阳农药厂污水曝气池中,分离到一株能以甲基对硫磷及其降解中间产物对硝基苯酚为唯一碳源生长的细菌L4菌株.经16S rRNA基因序列分析,该菌株被鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.).用气相色谱法和分光光度法分析L4菌株的降解性能,结果表明,L4在5h内对50mg·L-1的甲基对硫磷和对硝基苯酚的降解率分别为85%和98%,对其它有机磷农药也有良好的降解效果.L4的最适培养条件为pH值7、30℃、接种量30%.     

一株中度耐盐硝基苯降解菌的鉴定及降解特性

在高盐度(1%NaCl)条件下,从某制药厂曝气池的活性污泥中驯化、分离得到1株以硝基苯为唯一碳源的高效降解菌株N18,并通过菌体形态、生理生化反应特性、全细胞脂肪酸组分分析及16SrRNA基因测序分析对其进行初步鉴定.结果表明,菌株N18为蜡样芽胞杆菌(Bacilluscereus).该菌株利用硝基苯生长的最佳条件为接种量10%、生长温度30℃、pH=7.外加葡萄糖或乙酸钠可使硝基苯降解率分别由72.70%提高到82.62%和79.25%(硝基苯初始浓度为200mg.L-1,72h).在盐度为1%～3%时,硝基苯的降解情况基本不变,甚至在盐度为10%时仍能降解硝基苯,说明菌株N18为中度耐盐细菌.当150mg.L-1的苯酚或75mg.L-1的苯胺与200mg.L-1的硝基苯共存时,菌株仍能有效降解硝基苯.菌株对硝基苯的最大耐受浓度为400mg.L-1.     

十溴联苯醚降解菌的特性及功能蛋白初步分析

筛选获得了1株对十溴联苯醚(BDE-209)有较好降解效率的菌株,经16S rRNA基因序列分析,初步鉴定为铅黄肠球菌(Enterococcus casseliflavus).该株菌最适培养条件为培养基初始pH 7,培养时间48 h.E.casseliflavus对BDE-209有较好的降解效果,在含有5 mg·L-1葡萄糖的降解体系中,1 g·L-1菌体处理1 mg·L-1BDE-209,4 d时降解率达到最大(56.7%).SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳实验结果表明,在E.casseliflavus降解BDE-209的过程中,2 mg·L-1与5 mg·L-1的BDE-209可诱导菌体生成某类新的胞外蛋白,而胞内蛋白则随着BDE-209含量的增加,表现为蛋白表达量的增减以及受BDE-209抑制而不表达某些蛋白质.双向电泳实验结果检测到31个差异点,表明在降解时菌体中与降解相关的蛋白构象发生了变化,导致蛋白种类和含量变化.     

氧化石墨烯对邻苯二甲酸二丁酯藻毒性的影响

以海洋微藻青岛大扁藻(Platymonas helgolanidica var.tingtaoensis)为受试对象,研究了氧化石墨烯(graphene oxide,GO)与邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)单独及共同对青岛大扁藻的急性毒性效应,考察了藻细胞的生长状况,光合色素产量,细胞通透性,氧化应激指标及扫描电镜,以探讨GO的加入对DBP藻毒性的影响.结果表明,低浓度GO(0.1~10 mg·L~(-1))对青岛大扁藻的藻密度和叶绿素产量无明显影响,但藻细胞通透性随GO浓度升高显著增加(P0.05),10mg·L~(-1)时达到空白组的2.2倍.DBP对青岛大扁藻的EC50,96 h为(11.14±0.80)mg·L~(-1),其毒性远大于GO(EC50,96 h大于100mg·L~(-1)).1 mg·L~(-1)GO的加入使DBP的EC50,96 h降低到(4.93±2.14)mg·L~(-1),低浓度GO对DBP藻毒性表现出一定的增强作用.1 mg·L~(-1)的GO加入时,对低浓度DBP组(0.1~2 mg·L~(-1))的藻密度、叶绿素产量、细胞通透性水平没有显著性影响,但加剧了高浓度DBP组(4 mg·L~(-1))对藻密度、叶绿素产量的抑制,使单个藻细胞内ROS和SOD平均增加了21%和7%.扫描电镜结果发现GO对藻细胞具有覆盖,包裹及聚集作用,这些可能是DBP藻毒性增强的主要原因.该结果为揭示新型污染物碳纳米材料对海洋生物的风险提供了数据支持.     

一株降解微囊藻毒素的缺陷短波单胞菌的分离鉴定及降解特性研究

从太湖水华腐烂蓝藻中筛选出一株能够降解MC-LR的细菌,将其编号为Q3.经形态、生理生化及16S rRNA基因序列分析鉴定为缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta).研究发现,在实验条件下该菌能以MC-LR为唯一碳源和氮源生长;7 d内可将初始浓度为0.96 mg·L-1的MC-LR降解为0.37 mg·L-1,降解效率达到61.5%.同时,本研究首次发现缺陷短波单胞菌能够降解藻毒素,并且在此菌种中扩增出了降解过程的关键基因mlr A,推测该菌可能与已报道的Sphingomonas sp.ACM-3962等菌具有相同的降解机制.     

污泥厌氧产酸发酵液作碳源强化污水脱氮除磷中试研究

为研究城市污泥厌氧产酸发酵液作为补充碳源强化生活污水脱氮除磷系统的效果和可行性,建造了一个总有效体积为4 660 L的A2/O中试反应系统,以实际城市污水为研究对象,考察了添加污泥产酸发酵液后的污水脱氮除磷效果并和单纯添加乙酸作碳源的效果进行了比较.结果表明,在进水COD为243.7 mg·L-1、NH+4-N为30.9 mg·L-1、TN为42.9 mg·L-1、TP为2.8 mg·L-1、硝化液回流比为200%和污泥回流比为100%的条件下,向缺氧池中投加乙酸能增强系统脱氮除磷效果,反应器的最佳进水流量和投加碳源SCOD增量分别为7 500 L·d-1和50 mg·L-1.污泥发酵液代替乙酸作为外加碳源时的平均出水COD、NH+4-N、TN和TP去除率分别为81.60%、88.91%、64.86%和87.61%,相对应的出水浓度分别为42.18、2.77、11.92和0.19 mg·L-1,满足我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002所规定的一级A标准.结果表明,投加污泥产酸发酵液作为脱氮除磷碳源可达到和乙酸同样的效果,具有实际可行性,这为城市污泥处理处置实现资源化提供了一条新的可行途径.     

一株降解邻苯二甲酸酯真菌的筛选及其降解特性研究

采用富集培养法,从PAEs污染的农田土壤中筛选出1株邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)降解真菌F9,经形态学特征及18S rDNA序列分析,初步鉴定为爪哇正青霉(Eupenicillum javanicun).通过正交试验研究,得出菌株F9的最优降解条件是:C:N为20:1、pH为7.0、最佳PAEs初始浓度为50 mg·L^-1.菌株F9对土壤中复合PAEs(DMP、DEP和DOP)有良好的降解效果.在30 d培养期内,可将灭菌土壤中300 mg·kg^-1的PAEs降解65.2%,且培养第一阶段(0~15 d)的降解率远高于第二阶段(16~30 d).     

Cd2+共存时镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚的特性与机制

为了解Cd2+对镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚(4-CP)的影响,研究了Cd2共存时,浓度、pH、碳源与氮源对镰刀菌降解4-CP特性的影响,并分析了其降解动力学与机理.结果表明,在降解温度、4-CP浓度等相同时,Cd2+共存对镰刀菌降解4-CP有一定的抑制作用.Cd2浓度小于3.O mg·L-1时,随着4-CP浓度的增大,镰刀菌对4-CP的降解速率变慢.镰刀菌降解4-CP的适宜pH为4.外加碳源蔗糖(3.Og·L-1)与外加NH4Cl(3.0 g·L-1)均使镰刀菌降解4-CP速度有所减缓.在Cd2+浓度0.1 ～3.0 mg·L-1时,镰刀菌降解4-CP符合零级动力学方程.Cd2+共存时只对4-CP的降解速率产生一定的抑制作用,而对其降解途径可能无显著影响.     

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.     

培养转速与镁离子对生物合成次生铁矿物的影响研究

探析培养转速与镁离子浓度对氧化亚铁硫杆菌生物合成次生铁矿物的影响对酸性矿山废水(AMD)治理具有一定的工程指导意义.本研究通过摇瓶实验,研究了Mg2+浓度分别为48与4.8 mg·L-1,其它元素组成与富含Fe与SO2-4的9K液体培养基一致的体系在180 r·min-1与100 r·min-1转速条件下氧化亚铁硫杆菌催化合成次生铁矿物过程.考察了不同次生铁矿物合成体系pH、Fe2+氧化率、总Fe沉淀率及次生铁矿物矿相等相关指标.研究结果表明,在180 r·min-1的培养条件下,Mg2+浓度分别为4.8与48 mg·L-1两体系培养48 h后,pH从原始的2.50分别降低至2.07与2.12,Fe2+均可在48 h内实现完全氧化.Fe2+完全氧化时,Mg2+浓度为4.8 mg·L-1体系总Fe沉淀率为37.4%,合成的次生铁矿物均匀分散于溶液中,而Mg2+浓度为48 mg·L-1体系中,总铁沉淀率仅为31.7%,且70%的矿物牢固粘附于摇瓶底部.培养转速为100 r·min-1时,Mg2+浓度分别为4.8与48 mg·L-1两体系经过72 h培养后,pH均从原始的2.50降低至2.21与2.17.Fe2+需要72 h才能被完全氧化,两体系总Fe沉淀率分别仅为21.3%与23.0%,产生的次生铁矿物几乎全部牢固粘附于摇瓶底部.本研究所有体系产生的次生铁矿物均为黄铁矾与施氏矿物的混合物.研究结果可为生物合成次生铁矿物工艺的优化及其在酸性矿山废水治理领域的有效应用提供必要的参数支撑.     

一株耐硝酸盐的巨大芽孢杆菌溶磷特性研究

以多种磷源培养基培养巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)NCT-2,研究了该菌的溶磷特性.结果表明,在以磷酸钙为磷源时,溶磷效果随菌株的生长而发生变化,在第2 d菌株生长量最大,溶磷效果最好;不同碳氮源会影响菌株的溶磷效果,菌株优先利用葡萄糖,其次为麦芽糖和蔗糖,而对淀粉的利用能力较差;对氮源的利用顺序依次为(NH4)2SO4NH4Cl尿素Na NO2KNO3;磷酸钙的浓度会影响菌株溶磷效果,浓度过低或过高都会导致溶磷量过低.菌株对多种难溶性含磷物溶解效果的研究表明,菌株对植酸钙溶磷量最高,为98.1 mg·L-1,对Fe PO4、Al PO4的溶解能力稍弱,在30~40 mg·L-1之间,对卵磷脂溶磷量最小,为6.15 mg·L-1.通过对培养基中磷酸酶活性和有机酸进行分析,初步研究了NCT-2的溶磷机制,发现该菌通过产生酸性磷酸酶、碱性磷酸酶或产酸溶解难溶磷,不同磷源的溶磷机制有所不同.     

邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对蒙古裸腹溞的毒性及其跨代影响

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）是一种环境内分泌干扰物,可以通过城市生活污水和工业废水排放等方式迁移进入水域生态系统,从而对食物链中各营养级生物造成潜在危害.为阐明DBP对经海水驯化的枝角类生物生长、发育及生殖的影响,本文研究了DBP对蒙古裸腹溞（Moina mongolica）的急性毒性和5个世代的跨代毒性效应.结果表明,DBP对蒙古裸腹溞24 h和48 h的半致死浓度分别为8.36 mg·L^-1和6.34 mg·L^-1,安全浓度为1.09 mg·L^-1.DBP浓度在0.2~1.00 mg·L^-1时,对蒙古裸腹溞存在跨代毒性效应.DBP处理组F3代溞的平均寿命、总生殖量、每窝生殖量、首窝生殖量和种群增长等指标与对照组相比出现下降,而且DBP处理组F4代溞的平均寿命、总生殖量和首窝生殖量与对照组相比同样出现下降.本研究结果可为DBP对枝角类毒性研究提供理论依据.