四环素高效降解酵母菌Trichosporon mycotoxinivoransXPY-10降解特性

Trichosporon mycotoxinivorans XPY-10是一株分离自抗生素制药厂的高效四环素降解酵母菌。为了建立该菌株降解四环素的适宜条件,分别研究了碳源、有机氮源、金属离子等营养物质及初始底物浓度、接种量、pH、温度、装液量、摇床转速等理化因素对菌体生长及四环素降解效率的影响。结果表明,菌株XPY-10生长的最适碳源和氮源分别为蔗糖和蛋白胨。在含有0.05% FeSO₄的培养基中,菌株XPY-10降解四环素的适宜条件为：接种量2%,pH 8,温度34℃,装液量100 mL（250 mL 三角瓶）,摇床转速180 r/min。在此条件下,菌株XPY-10在7 d内对初始浓度为600 mg/L的四环素降解率为83.63%。本菌株对养殖废水及制药废水中四环素的污染治理有一定的应用前景。     

超声波降解四环素类抗生素废水

采用超声波降解模拟废水中四环素类抗生素(TCs):土霉素(OTC)、四环素(TC)和金霉素(CTC),考查废水初始浓度、初始pH、超声波输入功率密度、曝气量和自由基清除剂(正丁醇)对降解效率的影响。结果表明,超声波可以快速高效地降解废水中的TCs,CTC最易被降解,TC和OTC次之;在OTC、TC和CTC初始浓度0.25 mg/L,初始pH=8.2,声功率密度1.2 W/mL,气水体积比30∶1的条件下,超声波辐照20 min后去除率分别达到76.8%、84.0%和94.4%。在实验研究条件下,TCs去除率均随初始浓度(0.25~2.00 mg/L)的增大而降低,但总去除浓度升高;碱性条件有利于TCs降解,去除率随初始pH(6~11)升高而升高;功率密度(0.24~1.96 W/mL)越高,TCs去除率也越高;曝气后TCs的去除率明显升高,随着气水比(10∶1~60∶1)的增大,去除率逐渐上升;正丁醇有效抑制TCs超声波降解,可推断TCs主要降解途径为自由基氧化。TCs超声波降解过程符合伪一级动力学反应特征。     

高效阿特拉津降解菌株DNS10降解条件优化

从长期施用阿特拉津的寒地黑土耕层(0～10 cm)土壤中筛选到一株能以除草剂阿特拉津为氮源生长的降解菌株,结合16S rRNA序列分析结果,将该菌株命名为Arthrobacter sp.DNS10。在接种量为108CFU/mL的条件下,菌株DNS10在24 h内对100 mg/L阿特拉津的降解率为99.41%。单因子实验结果表明,菌株DNS10适宜生长和降解的条件范围是:温度25～35℃,pH值5.0～8.0,培养液盐度0.1%～2%,对阿特拉津最大耐受浓度可达1 200 mg/L。正交实验法进一步表明,该菌株保持较好生长及降解能力的最优方案是温度30℃,pH值7.5,培养液盐度0.5%。影响其降解能力的环境因素的主次顺序依次是:温度>盐度>pH值。     

紫外光降解硝酸盐体系中四环素

为了考察紫外光照射下四环素(tetracycline,TC)在硝酸盐(NO_3~-)体系中的降解过程,研究了初始pH、TC初始浓度、NO_3~-浓度、腐殖酸以及磷酸盐等环境因子对TC光降解的影响,利用ESR检测和自由基猝灭实验,量化分析体系中不同氧化途径对TC去除的贡献率。结果表明:TC在NO_3~-体系中的光降解受pH影响显著;腐殖酸和磷酸盐对TC的降解表现出不同程度的抑制作用;TC通过直接光解、HO·、~1O_2和O_2~(·-)氧化4种途径降解,当TC浓度为10.0 mg·L~(-1),NO_3~-浓度为1.0 mmol·L~(-1),pH为7.0时光照150 min后,不同途径的贡献率分别为60.4%、25.6%、8.9%和5.1%。结果有助于了解TC的环境化学行为,为TC治理提供参考。     

高效降氰菌群的构建及降解特性

从筛选到的降氰菌中构建出了优于单一菌种降氰活性的复配菌群CNR.研究了该复合菌群的生长条件,探讨了温度、pH、接种量、氰化物初始浓度及降解时间等因素对CNR降氰的影响.研究表明,复配菌群CNR适应碱性环境,可降解高浓度氰化物(CN-11 000 mg/L),并对金属氰化物和脂肪族腈具有极强的降解能力.在有氧、pH 11、33 ℃和接种量10%条件下.含CN-11 000 ng/L培养液经60 h降解后,CN-1浓度降为0.49 mg/L,降氰率高达99.96%,达到国家一级排放标准.     

碳纳米管/钒酸铋光催化降解盐酸四环素

采用静电纺丝技术制备了碳纳米管/钒酸铋（CNTs/BiVO4）光催化剂,利用SEM、XRD和UV-vis漫反射光谱对催化剂进行了表征。通过对盐酸四环素的降解,研究了CNTs/BiVO4在模拟可见光下的光催化降解性能,考察了pH对光降解率的影响,分析了不同活性基团在光催化过程中的作用。结果表明,制备出的CNTs/BiVO4具有较高可见光响应,且CNTs与BiVO4结合紧密,形成了单斜晶型支架结构。与BiVO4相比,CNTs/BiVO4光降解盐酸四环素的活性显著增强,催化性能提高的原因可能是由于催化剂中光生电子-空穴的高效分离造成的;同时发现随着溶液pH的增大,盐酸四环素的降解率减小。添加捕获剂的实验结果表明：空穴在CNTs/BiVO4光催化降解盐酸四环素的过程中起主导作用;但随着辐照时间的延长,·OH的作用越来越明显。     

稠油高效降解菌的降解特性及其应用

以稠油为唯一碳源,对细菌B0501、B0505和B0510的降解特性进行了分析,结果表明3株菌对稠油的不同组分具有不同程度的降解能力,其中B0505对烷烃、B0510对芳香烃以及B0501对胶质和沥青质的去除率较高,分别为42.26%、35.30%和40.76%;混合菌协同作用强化了稠油组分的降解,3株菌株组合对烷烃、芳香烃以及胶质沥青质的降解率分别达到44.23%、38.56%和62.12%;微生物对稠油降解过程符合一级动力学方程,其中3株菌株组合对稠油降解的速率最快,半衰期(t_1/2)为5.36 d。将微生物应用于稠油废水处理实践,结果表明外源微生物的投加强化了废水中COD的去除率;GC-MS图谱及降解前后有机成分分析进一步佐证了微生物对稠油废水中有机成分的降解能力。     

蚯蚓过腹处理对污泥中四环素降解及大量营养元素赋存的影响

针对污泥中大量抗生素残留对环境的威胁和污泥资源化利用的瓶颈等问题,采用微宇宙实验手段研究了蚯蚓过腹处理污泥过程中四环素的降解特征和污泥蚓粪中大量营养元素的赋存特征。结果表明,污泥中的四环素降解率与处理时间呈正相关关系;室温静置32 d后,污泥中9%~11%的四环素发生降解。蚯蚓过腹处理下,污泥中四环素浓度与四环素降解率呈负相关关系,随着污泥中四环素浓度的增加,四环素降解率逐渐降低,蚯蚓过腹处理32 d后,污泥中四环素的降解率提升了45%~64%。蚯蚓过腹形成的污泥蚓粪中总氮和有机质含量显著减低,而铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾和总钾含量以及pH和电导率均显著升高;随着污泥中四环素浓度的增加,污泥蚓粪中总氮和氨氮含量以及pH和电导率呈显著降低趋势;污泥蚓粪中铵态氮和硝态氮含量、pH和电导率与四环素降解率均呈正相关关系。蚯蚓过腹处理能够显著提升污泥中四环素的降解率及污泥蚓粪中速效氮磷钾的含量。     

华北某油田石油降解菌的筛选及降解特性

以石油为唯一碳源,从华北某油田污染土壤中筛选出石油降解菌12株。其中5株菌有较强降解能力,分别编号为z-3、z-6、z-7、z-8和z-b,在30℃,160 r/min摇床培养10 d后,菌株对石油降解率分别为63.8%、34.2%、44.8%、50.5%和42.3%。通过生理生化和分子生物学鉴定,确定这5株菌分别属于假单胞菌属（Pseudomonas）、根瘤菌属（Rhizobium）、假黄单胞菌属（Pseudoxanthomonas）、假单胞菌属（Pseudomonas）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）。通过对这5株菌生物量、脱氢酶及邻苯二酚 2,3-双加氧酶活性的监测,发现生物量及酶活性与石油降解能力具有直接关系。最后,对5株菌的生长条件进行优化,其中z-3、z-6、z-7和z-b菌株对石油降解率较优化前提高10%左右。     

Cd2+和Pb2+对四环素超声降解性能的影响

通过紫外分光光度法,研究了Cd2+和Pb2+对四环素超声降解过程的影响。研究结果表明,Cd2+和Pb2+在水中与四环素发生络合反应后,在紫外光谱上发生蓝移,在206 nm处产生新的峰值。同时,在低摩尔比(四环素:重金属2+和Pb2+可以加快四环素的超声降解。0.01 mmol/L四环素溶液24 h的超声降解率为7.54%,加入Pb2+和Cd2+离子后,四环素去除率分别升高至20.82%和18.75%。在高摩尔比(四环素:重金属>2)时,Cd2+和Pb2+抑制了四环素的降解,在0.08 mmol/L四环素溶液中,加入Pb2+和Cd2+离子反而使四环素去除率从4.69%分别降低至2.04%和1.40%。     

膨润土对盐酸四环素的吸附性能

研究了初始投加量、吸附时间、吸附温度、振荡频率以及溶液pH值等不同条件下,膨润土对水溶液中盐酸四环素的吸附特性,并对其吸附机理进行了解释。研究结果表明,膨润土对盐酸四环素的吸附可在2 h达到吸附平衡,最佳吸附温度为35℃、最佳振荡频率为180 r·min-1,pH值的升高有利于膨润土对盐酸四环素的吸附。由膨润土对盐酸四环素的吸附动力学可知,该吸附过程符合准二级动力学模型。     

TiO2@碳纳米管吸附去除盐酸四环素

采用静电组装法制备了TiO2@碳纳米管复合吸附剂,用以除去水中的盐酸四环素。通过FE-SEM、EDS和XRD进行表征,考察了pH、初始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响,研究了吸附动力学、等温模型和热力学,并对吸附剂的再生进行了评价。结果表明,复合吸附剂对盐酸四环素的最大饱和吸附量为52.33 mg/g;最佳吸附pH值为6,强酸不利于吸附;当初始浓度在15~60 mg/L范围内时,吸附量随着初始浓度的增大而增加;当吸附剂投加量为0.50 g/L时,吸附效率最高。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型。热力学参数ΔG H >0,表明该吸附过程是自发、吸热过程。H2O2-TiO2光催化协同效应可有效完成吸附剂的再生。     

新型光-类芬顿催化剂纳米FeVO4的制备及其对盐酸四环素的降解性能

采用水热法制备新型光-类芬顿纳米钒酸铁,通过X射线衍射（XRD）、粒径和比表面积（BET）对产物进行表征。以盐酸四环素模拟废水,通过光-类芬顿体系下对盐酸四环素的催化降解效果评价钒酸铁的催化活性,研究分析光源、盐酸四环素初始浓度、pH值、FeVO4的用量以及H2O2的用量对盐酸四环素催化降解性能的影响。结果表明,在可见光下,盐酸四环素初始浓度为50 mg·L-1,pH值为7,H2O2的用量为60 μL时,1.5 g·L-1纳米钒酸铁,经过120 min反应后降解率为97.63%。     

原电池耦合A/O-MBR工艺去除畜禽养殖废水中的盐酸四环素

以畜禽养殖废水中的盐酸四环素(TC-HCl)为目标污染物,研究其在水环境中的降解特性,利用原电池与传统A/O-MBR工艺相耦合,去除水中的TC-HCl,并考察其效果。结果表明：废水中的物质组成、环境温度、TC-HCl初始质量浓度以及光照强度均会影响水体中TC-HCl的降解情况;TC-HCl的初始质量浓度为30 mg·L⁻¹,在28 ℃、40%光照下恒温培养60 h后的降解率为98.70%,降解过程符合一级反应动力学(R²=0.991),半衰期为10.7 h。原电池耦合A/O-MBR工艺的进水COD、NH₃-N和TP分别为500、25、5 mg·L⁻¹时,系统出水水质可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准;对10.00 mg·L⁻¹的TC-HCl,系统15 min去除率可达92.02%。A/O-MBR工艺可明显强化传统A/O工艺的脱氮除磷效能;耦合原电池可将膜污染周期提升至24 d左右,有效延缓膜污染。     

可降解聚乙醇酸微塑料老化前后对盐酸四环素的吸附性能

聚乙醇酸(poly glycolic acid,PGA)因其良好的降解性能会加快其老化过程,可能比传统塑料具有更大的环境风险,因此,评估PGA在环境迁移中对污染物的载体效应尤为重要。选用PGA颗粒微塑料(microplastics,MPs)为研究对象,盐酸四环素(tetracycline hydrochloride,TCH)为代表性污染物,探究老化过程对PGA吸附TCH行为的影响。结果表明：PGA在经过15 d H₂O₂和H₂SO₄老化后,表面均变得粗糙,比表面积由0.017 m²·g⁻¹分别增至0.327 m²·g⁻¹和0.467 m²·g⁻¹,官能团含量分别增加了1.89%和3.49%,接触角由83.19°分别降至81.58°和50.07°。吸附动力学均符合伪二级动力学模型,吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型。老化后PGA对TCH的吸附量均高于老化前,PGA-H₂O₂和PGA-H₂SO₄最大表观吸附量分别为0.617 mg·g⁻¹和0.686 mg·g⁻¹,是PGA老化前的1.05倍和1.17倍。     

紫外光协助高锰酸钾降解四环素的研究

高锰酸钾氧化法在实际水处理中得到了一定的应用,但对有机污染物的去除和降解能力相对有限,为此提出了以外加紫外光照射协助高锰酸钾氧化的方法。以四环素作为模型污染物,考察了四环素浓度、高锰酸钾浓度、反应时间、初始pH条件和不同紫外光照射等的影响。结果表明,高锰酸钾能够氧化并去除四环素,紫外光照射明显提高了高锰酸钾对四环素的降解效果,并且254 nm紫外光照射对降解的促进作用远大于365 nm紫外光。在所考察的pH范围内,无论紫外光照射与否,高锰酸钾在酸性条件下的降解效率最高,中性条件较高,碱性条件次之。     

煅烧高岭土活化过一硫酸盐去除废水中的四环素

煅烧高岭土(calcined kaolin, CK)是一种含量丰富且绿色环保的材料,因其具有催化活性高且活性位点较多的优点,故将其用以活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate, PMS)以去除四环素(tetracycline, TC)。结果表明,CK活化PMS去除TC的过程包括吸附和催化降解。溶液初始pH=6、0.5 mmol·L⁻¹投加量的PMS和0.2 g·L⁻¹投加量的CK为CK活化PMS去除TC的最佳条件。Cl⁻、${\rm{NO}}_3^ - $、${\rm{HCO}}_3^ - $的浓度在0~10 mmol·L⁻¹时对CK活化PMS去除TC体系基本没有影响,而${{\rm{H}}_2}{\rm{PO}}_4^ - $对其体系有较大的抑制作用。自由基淬灭实验结果表明,HO·是CK活化PMS去除TC体系中的主要活性基团。通过液相-质谱联用仪检测出12种产物,阐述了4条可能的降解途径。以上结果表明,CK是一种极具潜力且含量丰富的绿色催化剂,其活化PMS后可应用于净化含有机污染物废水。     

电絮凝法去除水中四环素的效能及机理

为了探讨电絮凝法去除水中四环素的效能及机理,分别研究了电极材料、电流强度、电导率和四环素初始浓度等参数对电絮凝去除四环素的影响;并通过氧化性能评估实验、UV-vis光谱分析、X射线衍射(XRD)等方法探究电絮凝去除四环素的性能。结果表明：使用铁电极(面积300 mm × 80 mm,厚2 mm),对初始浓度0.05 mmol·L-1的四环素模拟废水进行处理,在电流强度为0.3 A、电导率为1 000 μS·cm-1、电解15 min时,四环素和总有机碳(TOC)的去除率分别可达99.6%和79.8%,并且约41.9%的四环素通过氧化降解作用从水中被去除。使用铁电极电絮凝技术能够快速高效地去除四环素,具有高氧化率、低成本的特点。