降解1,2,4-三氯苯的硝基还原假单胞菌J5-1的分离鉴定和邻苯二酚1,2-双加氧酶基因的克隆

从受氯苯污染的土壤中分离到1株以1,2,4-三氯苯为唯一碳源生长的细菌,命名为J5-1.根据其生理生化特征和16S rDNA(GenBank Accession No.EF107515)序列相似性分析,将该菌株初步鉴定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens).当1,2,4-三氯苯初始浓度为400 mg/L时,J5-1对其最大降解率接近90%;当1,2,4-三氯苯浓度初始为20 mg/L时,降解效果最好.J5-1对1,2,4-TCB的降解服从一级反应动力学.从J5-1的基因组DNA中克隆到CC120的全长序列.     

采用巯基捕收剂稳定化处理垃圾焚烧飞灰中的重金属

研究了3种巯基捕收剂,二乙基二硫代氨基甲酸钠（乙硫氮）、乙基黄原酸钾（乙基黄药）和二丁基二硫代磷酰铵（丁铵黑药）,对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化效果.3种巯基捕收剂的用量均为62.5　μmol·g^-1飞灰.扫描电镜观察发现,飞灰经稳定化处理后,巯基捕收剂均匀地覆盖于飞灰晶体表面,使矿物晶体棱角变得模糊.利用酸浸提程序（TCLP法）和水浸提程序（水平振荡法）评价飞灰中重金属Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的浸出毒性.在0.1 mol·L^-1醋酸浸提条件下,与Na₂S相比,巯基捕收剂对Cu和Pb的稳定化效果较好,其中乙硫氮对Cu的稳定化比率接近100%,丁铵黑药对Pb的稳定化比率达到69.2%;在水浸提条件下,乙硫氮、乙基黄药和丁铵黑药对5种重金属的稳定化比率分别为72.6%、73.5%和76.8%,显著高于Na₂S处理（52.4%）. 3种巯基捕收剂对5种重金属亲和力的强弱顺序大致为Cu＞Pb＞Cr＞Cd＞Zn,并且超过60%的巯基捕收剂与酸可浸提重金属离子发生了螯合沉淀反应.重金属-巯基捕收剂絮凝物在中性和碱性条件下（pH>6）比较稳定,在酸性条件下（pH<6）可发生部分溶解.为获得较好的重金属稳定化效果,维持稳定化飞灰的高酸缓冲容量十分重要.     

1,2,4-三氯苯矿化菌的鉴定与功能分析

采用同位素示踪法从氯苯污染土壤中筛选到能高效降解1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)为CO₂的细菌E3和F2,根据其表型特征、16S rDNA序列和荧光原位杂交(FISH)分析,鉴定E3和F2为博德特氏菌（Bordetella sp.）.E3和F2的16S rDNA序列相似性为100%;它们与菌株Bordetella sp. QJ2-5同源性最高,与Bordetella petrii(GDH030510)最接近,同源性分别为100%和99.4%.E3和F2能在含1,2,4-TCB的无机盐培养基中彻底降解1,2,4-TCB生成CO₂,30 d降解率达到90%以上,其中58%和46%矿化为CO₂,同时形成一定量的微生物生物量.     

变色栓菌对直接大红染料的脱色研究

从野外倒木上分离得到一株对直接染料具有高效脱色能力的白腐真菌CB1,采用形态学与分子生物学鉴定法对菌株CB1进行鉴定.结果表明,菌株CB1为变色栓菌(Trametes versicolor);在固体培养基上,利用T.versicolor CB1对5种直接染料进行脱色,结果显示,T.versicolor CB1对5种直接染料均可脱色,其中对直接大红的脱色效果最为明显;采用单因素分析方法对T.versicolor CB1脱色直接大红的培养条件进行优化,结果显示,以果糖为碳源、硝酸铵为氮源、p H=5、添加Cu SO_4和Ca Cl_2利于T.versicolor CB1对直接大红的脱色;通过正交试验优化T.versicolor CB1对直接大红的脱色条件,优化结果为:果糖10 g·L~(-1)、硝酸铵2 g·L~(-1)、Cu SO_41 mmol·L~(-1)、Ca Cl_23 mmol·L~(-1)、p H=5.优化条件下第7 d时的脱色率为78.23%,与优化前相比,脱色率提高了24.04%.     

氯苯类化合物的生物降解

经过2个月的驯化,从某染料厂和某毛纺厂活性污泥中分离出能够生长于1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和六氯苯的4种微生物.通过测定该混合菌降解氯苯类化合物过程中的累积好氧量、微生物生长曲线及降解产物Cl^-的释放,证明在好氧条件下该混合菌能够以1,4二氯苯和1,2,4-三氯苯为唯一碳源和能源,降解产物Cl^-浓度的变化与微生物生长周期有关.通过好氧振荡瓶培养法测得3种氯苯的生物降解顺序为:1,4-二氯苯[356.7μg/(L·d)]>1,2,4-三氯苯[110.4μg/(L·d)]>六氯苯[～6μg/(L·d)],说明氯取代数越多,氯苯类化合物越难被好氧降解.     

1,2,4-三氯苯双加氧酶和脱氢酶基因克隆与序列分析

通过PseudomonasnitroreducensJ5-1对不同氯苯类底物的降解实验,发现其降解能力大小顺序为:1,2,4-三氯苯,1,3-二氯苯,1,2-=氯苯,氯苯,与已报道的1,2,4-三氯苯降解菌株在底物利用的特性方面存在差异.采用PCR技术从J5-1中扩增获得氯苯降解过程中的关键酶--氯苯双加氧酶和脱氢酶的基因序列,分别命名为tcbA和tcbB,序列比对发现其与Burkholderia sp-PS12的氯苯双加氧酶和脱氢酶的基因序列同源性最高.通过J5-1的氯苯双加氧酶.亚基(TcbAa)与PS12的氯苯双加氧酶a亚基(TecAl)的氨基酸序列比对发现,在307-310位置有连续4个氨基酸残基的差异(1307L、M308T、1309V、Q310E),这可能是造成2株菌对1,2,4,5-四氯苯降解偏好性差异的原因.此外,通过催化芳香化合物降解的双力D氧酶a亚基的系统进化分析,认为TcbAa属于甲苯/联苯亚科,且与多取代氯苯双加氧酶e亚基的同源性最大.     

萘降解性质粒的筛选及其在炼油污水处理场中的转移

从炼油污水处理场活性污泥中分离到一株能以萘为唯一碳源的假单胞杆菌(Pseudomonas sp.)S13。通过质粒接合转移、质粒消除以及分子杂交,证明假单胞杆菌S13降解萘的功能是由质粒编码的。应用膜扩散器在炼油污水处理场进行的现场试验证明,假单胞杆菌S13的萘降解性质粒,可在污水处理场里通过接合转移传递到另一个从同一环境分离的假单胞杆菌T9中去,并使后者获得利用萘的能力。这一结果表明,当条件合适时,降解性质粒可在自然环境里的细菌群体中扩散。     

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.     

质粒pT7降解三氯苯的功能研究

从以1,2,4-三氯苯为唯一碳源的降解菌--施氏假单胞菌(Pseudomonas Stutzeri)T7中提取到一个降解质粒,为研究该质粒的降解功能,将其转化到E.coli JM109中,转化子获得了降解1,2,4-三氯苯的能力.采用色谱/质谱联用(GC/MS)技术检测到转化子E.coli JM109(含质粒pT7)降解1,2,4-三氯苯过程中的部分中间产物分别为2,3,5-三氯-2,4-己二烯二酸、2,5-二氯-2,4-二烯-1,4-内酯-己酸、2,5-二氯-4-氧代-2-烯己二酸;在转化子中分别检测了三氯苯双加氧酶、脱氢酶、邻苯二酚1,2-双加氧酶的酶活性.     

氯苯类化合物在沉积物上的非线性吸附行为

以5种自然沉积物为对象,采用批量平衡法,测定了氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和1,2,4,5-四氯苯在这5种沉积物样品上的吸附等温线,以研究沉积物自然有机质（NOM）的性质对氯苯类化合物（chlorobenzenes, CBs）吸附行为的影响.结果表明,1,2,4-三氯苯在虎门、黄沙、雅岗、三水、长洲5种沉积物中的等温吸附线性因子n都小于1,分别为0.956、 0.858、 0.872、 0.947和0.915,说明所有吸附等温线均为非线性;同时,非线性的程度n与极性指数（O+N）/C呈负相关关系,相关系数R²达0.994 7,表明NOM的聚合度（以极性指数为表征）直接影响着吸附非线性程度;5种沉积物对1,2,4-三氯苯的吸附亲和力（K_oc）随沉积物极性指数的增大而减弱,说明NOM聚合度较高的沉积物对1,2,4-三氯苯的吸附亲和力更强;氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯在同一种沉积物（黄沙）上吸附等温线的线性因子n分别0.755、 0.788、 0.858、 0.949,非线性程度按溶质分子由小到大的顺序依次减弱,说明溶质分子本身的性质也影响着CBs在沉积物上的吸附性能.     

一株芽孢杆菌在低氮源浓度培养基中的生长与氨氮去除特性

对菌株YB3进行了16S rRNA基因序列进化分析,并分别以NH_4Cl、NaNO_2、NaNO_3、尿素和蛋白胨为单一氮源,配制了5种低氮源浓度培养基,研究YB3在与养殖水体相近营养水平条件下的生长与氨氮去除特性.结果显示,菌株YB3属于蜡样芽孢杆菌(Bacullis cereus),在5种培养基中均能够生长,菌悬液(吸光度OD600为1.0)接种量为1.0%(v/v)时,OD600由0.010增长到0.100~0.117.在NH_4Cl培养基中,YB3的氨氮去除速率为1.23 mg·L~(-1)·d~(-1),去除率为93.5%.在尿素、蛋白胨等有机氮源培养基中,YB3将首先导致氨氮的积累,累积倍数分别为51.69和3.38,之后开始去除,去除速率为1.56和0.29 mg·L~(-1)·d~(-1),去除率为93.7%和26.8%.结果也表明,提高YB3接种量至8.0%(v/v),可以使蛋白胨培养基氨氮累积倍数下降至2.02,去除速率提高至1.07 mg·L~(-1)·d~(-1),去除率最终达到98.4%.NaNO_2和NaNO_3培养基中均未检测到氨氮,而NH_4Cl、尿素和蛋白胨培养基中也未检测到NO_2~--N和NO_3~--N,表明YB3的硝化、亚硝化和反硝化作用均不强烈,去除氨氮的同时将不会造成NO_2~--N和NO_3~--N等的大量积累.本文为菌株YB3在养殖水体调控与净化中的应用研究提供了实验基础和理论支持.     

甲基对硫磷高效降解菌的分离鉴定及降解酶基因的克隆表达

从湖北沙隆达农药厂枵水处理池的活性污泥中分离到一株能以甲基对硫磷(MP)和对硝基苯酚(PNP)为唯一碳源生长的细菌HS-D36,经生理生化试验和16S rDNA同源性分析,初步鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stuazeri).该菌在3h内对浓度为50mg˙L-1MP的降解率为90%;在12h内能将50mg·L-1PNP完全降解.HS-D36在以MP为唯一碳源的无机盐培养基上可以耐受800mg·L-1的MP,在LB培养基上可耐受浓度为2000mg·L-1的MP.同时,克隆了甲基对硫磷水解酶基因mpd,并在E.coli中获得高效表达.重组甲基对硫磷水解酶粗酶液活性达到52.5 U·mL-1.     

海洋菌株y3的分离鉴定及其异养硝化-好氧反硝化特性

从胶州湾海底沉积物中筛选出1株高效的海洋异养硝化-好氧反硝化细菌y3,经形态学观察、生理生化实验和16S rRNA基因序列分析,确定该菌株为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).对其在实际含氮海水中的脱氮实验结果表明,菌株y3的最佳碳源为柠檬酸三钠,最适p H为7.0,最适C/N为13;菌株均能以NH4Cl、Na NO_2和KNO_3为唯一氮源进行反应,20 h后其去除率分别为98.69%、78.38%和72.95%,在硝化过程中几乎没有亚硝酸盐和硝酸盐的积累.以不同比例混合两种氮源反应20 h,当NO~-_3-N∶NO~-_2-N分别为2∶1、1∶1和1∶2时,脱氮率分别为99.56%、99.75%和99.41%;当NH~+_4-N∶NO~-_3-N分别为2∶1、1∶1、1∶2时,脱氮率均为100%;当NH~+_4-N∶NO~-_2-N分别为2∶1、1∶1、1∶2时,脱氮率分别为90.43%、92.79%和99.96%,多高于单一氮源的情况.该菌株具有较好的高盐废水脱氮处理效能.     

猪粪堆肥中一株溶磷菌的筛选鉴定及溶磷能力初步测定

从猪粪堆肥中分离纯化得到一株具有较强溶磷能力的菌株PSM-1,进行了形态学和分子生物学鉴定,研究了其溶磷能力和遗传稳定性.结果表明:通过菌落形态和ITS基因序列分析鉴定,菌株PSM-1为产黄青霉(Penicillium chrysogenum);在3种不同无机磷源液体培养基中其溶磷量依次为Ca3(PO4)2(138.36 mg·L-1)Fe PO4(117.38 mg·L-1)Al PO4(113.76 mg·L-1),且PSM-1的溶磷量均与培养液p H值呈现出显著负相关性;以葡萄糖为碳源、硝酸铵为氮源时,菌株PSM-1的溶磷量最高可达195.67 mg·L-1,比初始有效磷高141.42%;该菌株对碳源和氮源的利用效率分别依次为:葡糖糖蔗糖麦芽糖淀粉,硝酸铵硝酸钾硫酸铵草酸铵;经过20次传代培养后PSM-1的溶磷量保持在(124.54±3.50)mg·L-1,说明其溶磷遗传稳定性良好.研究表明:PSM-1菌株具有良好的溶解无机磷的能力,在土壤微生态改良方面具有重要的应用潜力.     

新型填料A/O生物滤池处理低碳氮比农村污水脱氮

针对低碳氮比导致低污染农村污水生物处理时出水总氮(total nitrogen, TN)质量浓度高不能满足排放标准的问题,以普通砾石A/O生物滤池为对照组(1号),采用芦竹和活性炭分别作为缺氧段和好氧段填料的A/O生物滤池(2号)处理人工模拟农村污水并研究其脱氮效果.结果表明,当进水化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)、氨氮(ammonia nitrogen, NH~+_4-N)和TN质量浓度分别为(79.47±14.21)、(34.49±2.08)和(34.73±3.87)mg·L~(-1)时,两套装置对COD、NH~+_4-N和TN的去除率分别为(88.00±7.00)%和(89.00±10.00)%、(90.00±2.00)%和(97.00±7.00)%、(37±15)%和(68±7)%,表明添加新型填料芦竹和活性炭能显著增强A/O生物滤池对NH~+_4-N和TN的去除.高通量测序结果显示, 1号装置中参与硝化过程的微生物主要为Proteobacteria(变形菌门), 2号则是变形菌门和Nitrospirae(硝化螺旋菌门)共同作用;1号装置缺氧段中发挥反硝化作用的主要细菌门类包括Chloroflexi(绿弯菌门)、变形菌门、Bacteroidetes(拟杆菌门)和Planctomycetes(浮霉菌门),而2号缺氧段中则主要是拟杆菌门、变形菌门、Firmicutes(厚壁菌门)和Patescibacteria.实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real time polymerase chain reaction, qPCR)结果表明, 2号装置中生物膜的硝化功能基因(amoA和Nitrospira 16S rDNA)、反硝化功能基因(narG、nosZ、nirS和nirK)和厌氧氨氧化功能基因(ANAMMOX)丰度均高于1号装置,除narG和nosZ基因外,其余几种都有1～2个数量级的差别.     

硫代硫酸钠对排硫硫杆菌固碳能力的影响及其作用机制

通过测定不同浓度Na_2S_2O_3·5H_2O培养时排硫硫杆菌(DSM 505)菌液的总有机碳浓度(TOC),分析Na_2S_2O_3·5H_2O对排硫硫杆菌固碳能力的影响,并结合各浓度Na_2S_2O_3·5H_2O条件下固碳关键酶Rubis CO编码基因cbb的转录特性和胞外游离有机碳浓度(EFOC),阐明Na_2S_2O_3·5H_2O影响排硫硫杆菌固碳能力的作用机制.结果表明,适当范围内增加Na_2S_2O_3·5H_2O的浓度能显著提高排硫硫杆菌的固碳能力,降低胞外游离有机碳在总有机碳中所占的比例.cbb基因转录特性分析结果表明,Na_2S_2O_3·5H_2O浓度对cbb基因的转录效率和表达模式均无显著影响.因此推测Na_2S_2O_3·5H_2O影响排硫硫杆菌固碳能力的作用机制可能是作为电子供体提供能量,促进细胞骨架合成,从而削弱胞外游离有机碳对排硫硫杆菌自养过程的抑制作用,进而增强固碳能力.     

碳源和氮源对异养硝化好氧反硝化菌株Y1脱氮性能的影响

从焦化废水活性污泥中筛选到一株高效脱氮细菌,命名为Acinetobacter sp.Y1.本实验对菌株Y1在不同碳源、氮源、碳氮比及底物浓度下的脱氮特性进行了研究,结果表明,菌株Y1可以利用氨氮、亚硝氮和硝氮生长,不能利用羟胺;以氨氮为唯一氮源进行硝化作用时,柠檬酸钠和乙酸钠是最佳碳源,最佳碳氮比为15,菌株Y1可降解高浓度氨氮,在36h内将400 mg·L-1氨氮全部去除,1600 mg·L-1氨氮的去除率可达21.3％,最大降解速率随着初始氨氮浓度的升高而增大.以硝氮或亚硝氮为唯一氮源进行反硝化时,菌株Y1可以适应高浓度氮源但不能完全去除氮源,当碳氮比为20,经36h培养硝氮和亚硝氮的去除率均达到100％.     

Effects of cathode potentials and nitrate concentrations on dissimilatory nitrate reductions by Pseudomonas alcaliphila in bioelectrochemical systems

The effects of cathode potentials and initial nitrate concentrations on nitrate reduction in bio- electrochemical systems （BESs） were reported. These factors could partition nitrate reduction between denitrification and dissimilatory nitrate reduction to ammonium （DNRA）. Pseudomonas alcaliphilastrain MBR utilized an electrode as the sole electron donor and nitrate as the sole electron acceptor. When the cathode potential was set from -0.3 to -I.1 V （vs. Ag/AgC1） at an initial nitrate concentration of 100 mg NO~-N/L, the DNRA electron recovery increased from （10.76 ± 1.6）% to （35.06 ± 0.99）%; the denitrification electron recovery decreased from （63.42 ± 1,32）% to （44.33 ± 1.92）%. When the initial nitrate concentration increased from （29.09 ± 0.24） to （490.97 ± 3.49） mg NO3-N/L at the same potential （-0.9 V）, denitrification electron recovery increased from （5.88 ± 1.08）% to （50.19 ±2.59）%; the DNRA electron recovery declined from （48.79 ±1.32）% to （16.02 ± 1.41）%. The prevalence of DNRA occurred at high ratios of electron donors to acceptors in the BESs and denitrification prevailed against DNRA under a lower ratio of electron donors to acceptors. These results had a potential application value of regulating the transformation of nitrate to N2 or ammonium in BESs for nitrate removal.     

一株异养硝化-好氧反硝化菌Bacillus flexus X1-L的分离鉴定及效能研究

近年来,随着中国经济的快速发展,水体中氨氮超标问题已严重影响到人类身体健康和生态环境平衡,有效去除水体中的氨氮已成为人们研究的热点.在传统污水生物脱氮处理中,常采用微生物的硝化、反硝化作用去除污水中的氮素,从而降低对环境的污染.本文从活性污泥反应器中分离出一株异养硝化-好氧反硝化菌株,并命名为X1-L.菌体经形态学观察、生理生化测定及16S rRNA基因序列分析,确定属于芽孢杆菌属（Bacillus sp.）,Genbank登录号为MT457091,并利用MEGA7.0软件建立了相应的系统发育树.在以NH₄⁺-N为唯一氮源的条件下,菌株X1-L生长较好,COD去除率为96.4%,氨氮去除率达到99.6%,经硝化作用去除的氮有43.7%,证明菌株X1-L具有异养硝化能力.在以NO₂^--N或NO₃^--N为唯一氮源的条件下,菌株X1-L生长也较好,COD去除率分别为95.3%和96.4%,NO₂^--N和NO₃^--N去除率分别为95.5%和96.5%,经反硝化作用去除的氮分别有67.7%和68.2%,证明菌株X1-L具有好氧反硝化能力.     

乙草胺降解菌A-3的筛选及其降解特性

采用富集培养的方法从农药厂污泥和长期受乙草胺污染的土壤中分离到1株能以乙草胺为氮源生长的细菌命名为A-3,经16S rRNA鉴定,菌株A-3属于粘着剑菌属(Ensifer adhaerens).研究结果表明,菌株A-3能以乙草胺作为唯一氮源生长并高效降解乙草胺.在含10 mg/L乙草胺的无机盐培养基中培养10 d后,菌...