交替处理不同废水对白腐真菌处理体系的影响研究

白腐真菌反应器的连续运行是否与木质素过氧化物酶系直接相关是其用于处理难降解有机废水的关键问题。针对此问题,构建白腐真菌处理体系对垃圾渗滤液和焦化废水被交替处理（序批式运行）,考察交替处理过程中白腐真菌处理体系的变化。结果显示：在交替处理过程中,黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)好氧丝状生物膜并未出现明显的适应期,能够连续合成木质素过氧化物酶（56～376 U/L）;每批废水的pH都表现为由碱性向酸性变化;COD、氨氮和磷酸盐的去除未受废水交替处理的影响,且在垃圾渗滤液中分别达到43%～44%、70%～71%和17%～25%的去除率,在焦化废水中分别达到26%、33%和57%的去除率。表明基于P. chrysosporium好氧丝状生物膜构建的难降解有机废水处理体系是以木质素过氧化物酶系为基础,可能与难降解废水的种类无关。     

非灭菌条件下白腐真菌在反应器中的形态特征变化

揭示白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)在反应器中的形态变化有助于了解白腐真菌反应器难以连续运行问题的本质. 在耦合臭氧单元的反应器对酸性蓝45连续降解的过程中,考察了非固定化和固定化菌丝系统中白腐真菌的形态特性变化. 结果表明,在接种量为1 700 mg/L的非固定化系统中,染菌量为7.1×105 CFU/mL,平均脱色率为19%;但菌丝球形态不稳定,运行8~12 d时出现破裂、菌丝脱落、内容物大量流失,污染微生物的生长加剧. 在固定化系统中,接种量为1 700 mg/L时,染菌量降至8.4×104 CFU/mL,平均脱色率升至22%;接种量为4 300 mg/L时,染菌量降至4.7×104 CFU/mL,平均脱色率达29%. 在固定化菌丝系统中,白腐真菌的形态相对稳定,但21 d后,其稳定性降低,也出现了菌丝脱落现象,这与菌丝球或固定化菌丝的内部菌丝老化和自溶有关,可以考虑通过设计新载体从生物膜的内部和外部同时供给营养物和氧气解决该问题.      

白腐菌对芳香化合物的降解及其机制

本文讨论了白腐菌（Ｗｈｉｔｅｒｏｔｆｕｎｇｉ）对芳香化合物的降解及其机制。白腐菌是目前发现的对芳香化合物有很强降解能力的真菌，它通过分泌木素过氧化物酶（Ｌｉｇｎｉｎｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ）、锰过氧化物酶（Ｍａｎｇａｎｅｓｅ－ｄｅ－ｐｅｎｄｅｎｔｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ）以单电子氧化、共代谢及脂肪过氧化等途径进行降解活动。白腐菌对芳香化合物的降解在污染的原位修复（ｉｎｓｉｔｕｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ）上有重要的意义     

白腐真菌木质素降解酶的反应器发酵

为了获得更高的白腐真菌木质素降解酶的产量和相应的控制策略,应用5L搅拌罐生物反应器对氮限制下(C/N=56/2.2)P.chrysosporium产木质素降解酶进行了放大研究.结果表明,在分批发酵试验中,锰过氧化物酶(MnP)和漆酶(Lac)分别在培养第6d和第7d达到峰值,其酶活随时间的变化规律与摇瓶试验基本相同;而采用氮限制液体培养基进行补料没有获得更高的酶活,因此,可以得出采用发酵液体培养基作为补料液不利于白腐真菌持续产酶.另外,在分批发酵和分批补料发酵过程中,均发现体系pH值变化与白腐真菌生长和次生代谢产酶具有较好的相关性,当白腐真菌进入次生代谢阶段开始产酶时,体系pH值开始下降,随着发酵后期酶活的降低,pH值下降的幅度也逐渐变小,当体系酶活接近为0.0U/L时,pH值基本不再变化.因此,在实际发酵过程中,可以依据体系pH的变化间接了解白腐真菌的生长和产酶情况,而分批补料策略还有待于进一步研究.     

黄孢原毛平革菌P450对难降解有机物降解的研究现状

难降解有机物由于具有极大的环境危害,已成为环境保护的一大难题.其降解的主要研究方向是依靠微生物的降解功能.黄孢原毛平革菌(P.C.菌)是研究异源物质代谢最广泛的白腐真菌.目前的研究主要集中在胞外木质过氧化物酶和锰过氧化物酶,而对胞内细胞色素P450降解功能的研究还很少.     

稻草固体介质中白腐菌对喹啉的降解研究

研究了稻草固体介质中侧耳属白腐菌BP对喹啉的降解。实验结果表明,浓度分别为250mg/L和150mg/L喹啉的降解率能达到93.47%和97.40%。白腐菌BP可以有效对喹啉进行降解。漆酶和锰过氧化物酶在降解过程中起着较重要的作用,但酶活的高低与降解率大小并不完全成正比。高效液相色谱分析表明降解过程中没有中间代谢物的积累,喹啉能得到彻底矿化。     

营养源对活性艳红脱色降解体系的影响研究

选择活性艳红X-3B为脱色和降解对象，将白腐真菌固定在生化填料上构建白腐真菌生物膜反应器，并以接种活性污泥的生物膜反应器为对照，考察了营养源对活性艳红脱色降解的影响。实验表明，对白腐真菌Shu-13采用查氏培养基预培养和在反应器中投加适量蔗糖及酱油废水，均能明显提高活性艳红X-3B的脱色率。城市污水中的营养源，不足以满足白腐真菌对活性艳红X-3B的脱色降解需要，白腐真菌Shu-13对富氮条件存在依赖性。在富营养条件下，白腐真菌Shu-13生物膜反应器对活性艳红X-3B的脱色效果明显优于活性污泥。营养源及其浓度、菌种是影响pH变化的重要因素，活性污泥和酱油曲霉生物膜反应器的出水pH变化规律，与Shu-13存在明显不同，Shu-13对活性艳红X-3B的脱色过程中发生了明显的降解作用，而这种作用对生物膜恢复其污染物净化功能是至关重要。另外，酱油废水中存在的酱油曲霉属于半知菌纲的白腐真菌，其对活性艳红X-3B也有较显著的脱色降解效果。     

白腐真菌生物膜反应器处理染料生产废水实验研究

研究了使用3种白腐真菌生物膜反应器处理染料生产废水．探讨了脱色．pH．COD去除与运行方式．反应器型式等因素之间的关系。结果表明．⑴间歇式运行中．3种反应器对染料生产废水的主要脱色作用都发生在24h内．脱色速度．最终脱色率和抗杂菌污染的能力均以组合填料生物接触氧化反应器最强．COD去除率却以生物转盘反应器最高。(2)连接式运行中．白腐真菌组合填料生物接触氧化反应器对染料废水的脱色效果．pH变化均与间歇式运行十分相似．最高脱色率达到99％左右．出水pH平均为3．6．但COD的去除率不高．且波动较大。将光合细菌以及活性污泥生物接触氧化反应器串接到白腐真菌生物膜反应器后显著提高了COD去除率．但出水色度并没有继续降低。     

白腐真菌处理阳离子红GTL废水的实验研究

采用白腐真菌去除阳离子红GTL,考察了温度、投菌量、阳离子红GTL浓度、pH、葡萄糖投加量等因素对阳离子红GTL去除效果的影响。结果表明,白腐真菌对阳离子红GTL的最佳降解条件为温度30℃,阳离子红GTL初始浓度200 mg/L,投菌量10 g/L。在此条件下,阳离子红GTL模拟废水经白腐真菌降解45 h处理后,脱色率达98.9%,COD值下降了75%。该菌降解阳离子红GTL符合一级反应动力学。     

基于好氧丝状生物膜的白腐真菌垃圾渗滤液处理体系构建

如何实现白腐真菌好氧丝状生物膜的连续生长,是白腐真菌废水处理技术面临的难题。针对此问题,作者研发中空的脉管载体,其上固定的Phanerochaete chrysosporium好氧丝状生物膜可从载体的外部和中空内部同时获取氧和基质,实现生物膜的连续生长;继而还构建出新型的白腐真菌反应器控制气泡和废水流向,减少对生物膜的冲击,并在非灭菌条件下以批次运行的方式实现P. chrysosporium好氧丝状生物膜连续401 d的木质素过氧化物酶(33～199 U/L)表达;完成了18批次(401 d)的垃圾渗滤液的连续处理,NH_3-N和COD去除率分别达83%～97%和56%～74%。这表明:固定于脉管载体的P. chrysosporium好氧丝状生物膜实现了在垃圾渗滤液中长期的连续生长,并成功构建出能连续运行的白腐真菌垃圾渗滤液处理体系,为白腐真菌废水处理技术的工程应用奠定了基础。     

铁离子对厌氧氨氧化反应器性能的影响

考察了铁离子对厌氧氨氧化反应器性能的影响.研究发现,经过205d的连续培养,添加铁离子可提高反应器的基质转化能力,铁离子浓度为0.075 mmol·L-1时,反应器对NH4+-N和NO2--N的最大去除速率分别为对照(铁离子浓度0.03 mmol·L-1)的1.8倍和1.6倍;添加铁离子可促进厌氧氨氧化菌生长,以NO3--N产生量和挥发性固体浓度(VS)表征厌氧氨氧化菌生长,铁离子浓度为0.075 mmol·L-1时,细胞生长量为对照(铁离子浓度为0.03 mmol·L-1)的1.36倍;试验反应器的VS是对照的2.15倍.添加铁离子可引起厌氧氨氧化菌细胞结构改变,细胞内产生不明灰色区域.试验还证明,厌氧氨氧化菌对铁离子的需求量相对较大,原有厌氧氨氧化菌培养基的铁含量相对不足.     

石油污染土壤生物修复中外源微生物的影响

在室外条件下采用正交盆栽试验设计,以污染水平、细菌接种量、真菌接种量和有机肥添加量为调控因子,研究了石油污染土壤生物修复过程中外源专性微生物(细菌和真菌)接种对土壤中矿物油和美国EPA 16种多环芳烃(PAHs)降解的作用.结果表明,经过一个生长季(150d)各处理土壤中的细菌总量、真菌总量、PAH-降解细菌和PAH-降解真菌数量不受外源专性细菌和真菌初始接种量的影响(p＞0.05);有机肥促进土壤微生物数量的增长,其添加量与土壤细菌总量、真菌总量和PAH-降解细菌数量显著正相关(p＜0.05);实验结束时矿物油的去除率为58.8%～88.3%,PAHs的去除率为91.7%～97.8%,外源专性细菌和真菌的接种对矿物油和PAHs的降解无明显促进作用.     

盐度条件下ANAMMOX-EGSB反应器颗粒污泥微生物群落

采用高通量测序技术探究了0、15和30 g·L^-1盐度条件下稳定运行ANAMMOX-EGSB反应器中颗粒污泥的微生物群落变化.结果发现,进水盐度提升至15 g·L^-1及30 g·L^-1后,反应器脱氮性能呈现小幅下降,随运行时间延长脱氮性能均可恢复.反应器性能稳定后,3种盐度条件下厌氧氨氧化菌的丰度依次为10.33%、20.90%和35.87%,其中Candidatus Kuenenia属为优势属.浮霉状菌门、变形菌门、绿弯菌门丰度占总体比例较高且累计丰度超过了80%,为反应器的优势菌门.盐度条件下,浮霉状菌门丰度增加,变形菌门丰度降低,绿弯菌门丰度相对稳定.电镜扫描显示盐度条件下颗粒污泥表面有大量丝状菌和胞外聚合物.盐度条件下反硝化菌丰度提高,增强了反硝化协同脱氮,绿弯菌门和拟杆菌门微生物丰度的提高有利于维持颗粒污泥结构稳定,好氧微生物及反硝化菌的存在也有利于维持反应器内部厌氧水平.这些结果表明,厌氧氨氧化菌经驯化可适应盐度,盐度条件下伴生菌对厌氧氨氧化菌功能的发挥提供了支撑.     

氧化石墨烯强化厌氧氨氧化菌的脱氮性能

采用氧化石墨烯（GO）增强厌氧氨氧化菌的脱氮性能.通过批次试验观察GO对厌氧氨氧化菌的影响,结果表明：当GO浓度为0.15g/L时,厌氧氨氧化菌脱氮性能最好,总氮去除率比无GO的空白组提高18.6%;当GO剂量达到0.2g/L时,厌氧氨氧化菌活性受到抑制,总氮去除率比空白组降低了26.0%.通过对照实验研究GO对厌氧氨氧化菌脱氮性能的长期影响,结果表明：添加GO的R2反应器在每个基质浓度阶段的平均总氮去除率分别为85.3%,83.2%,81.1%,80.8%,均高于未添加GO的R1反应器.对R2反应器周期内脱氮性能进行动力学分析发现,修正的Boltzmann模型和修正的Gompertz模型比修正的Logistic模型更适合描述GO作用下周期内基质去除特性,并且通过模型得到了周期内任意t时刻下的出水总氮浓度和总氮去除率预测公式.     

Potential bioremediation of mercury-contaminated substrate using filamentous fungi isolated from forest soil

The use of filamentous fungi in bioremediation of heavy metal contamination has been developed recently. This research aims to observe the capability of filamentous fungi isolated from forest soil for bioremediation of mercury contamination in a substrate. Six fungal strains were selected based on their capability to grow in 25 mg/L Hg2+-contaminated potato dextrose agar plates. Fungal strain KRP1 showed the highest ratio of growth diameter, 0.831, thus was chosen for further observation.Identification based on colony and cell morphology carried out by 18S rRNA analysis gave a 98%match to Aspergillus flavus strain KRP1. The fungal characteristics in mercury(Ⅱ) contamination such as range of optimum pH, optimum temperature and tolerance level were 5.5–7 and 25–35℃ and 100 mg/L respectively. The concentration of mercury in the media affected fungal growth during lag phases. The capability of the fungal strain to remove the mercury(Ⅱ) contaminant was evaluated in 100 mL sterile 10 mg/L Hg2+-contaminated potato dextrose broth media in 250 mL Erlenmeyer flasks inoculated with 108spore/mL fungal spore suspension and incubation at 30℃ for 7 days. The mercury(Ⅱ) utilization was observed for flasks shaken in a 130 r/min orbital shaker(shaken) and nonshaken flasks(static) treatments. Flasks containing contaminated media with no fungal spores were also provided as control. All treatments were done in triplicate. The strain was able to remove 97.50%and 98.73% mercury from shaken and static systems respectively. A. flavus strain KRP1 seems to have potential use in bioremediation of aqueous substrates containing mercury(Ⅱ) through a biosorption mechanism.     

给水管网多相界面中微生物表面疏水性研究

采用疾病控制中心（CDC）生物膜反应器模拟给水管网系统,选取聚氯乙烯（PVC）和聚碳酸酯（PC）2种材质的挂片,通过微生物粘附碳氢化合物（MATH）实验和Illumina高通量测序相结合的方法,对反应器水相、生物膜相和颗粒物相中微生物的疏水性进行了研究.结果显示,PVC材质挂片反应器中优势菌为厚壁菌门,相对丰度为68.31%~81.00%,PC材质挂片反应器中优势菌为变形菌门,相对丰度为24.39%~64.40%.PVC材质挂片反应器中优势菌包含3类致病菌,PC材质挂片反应器中包含8类致病菌.PC材质挂片生物膜相较于PVC材质疏水性更高,利于微生物吸附形成生物膜,而PVC材质不易形成生物膜,对控制输送过程中的二次污染具有积极作用,但在管网实际应用中还应考虑其他工程因素的影响.     

不同环境下Anammox工艺脱氮性能及菌群的迁移转化

为提高Anammox菌对各种操作条件的应变能力,扩大该技术在实际工程上的应用范围,对Anammox反应器在不同操作条件下的脱氮性能及其菌群的迁移转化规律进行试验性研究。292 d的实验数据表明,Anammox反应器在充足无机碳源环境、室温环境以及高盐环境下均可高效稳定的运行,且在室温为(23±2)℃、污泥量为22 g-MLSS/L下最高氮负荷达20.5 kg/m3.d,根据DNA结果,此阶段KU2约占反应器内所有菌群的75%,说明此类菌群对低温高负荷条件具有很强的生存性。此外,当进水盐度为30 g/L时,Anammox反应器仍可进行高效脱氮处理,而DNA结果显示,此阶段反应器内KU2所占比例降至36.5%,说明进水中的高盐度对KU2的富集具有消极意义。有关Anammox菌对高盐环境长期适应性及菌群变化的研究尚少,仍需进一步探讨。     

沈阳市大气细菌与真菌粒子的关系

用ＡＮＤＥＲＳＥＮ生物粒子采样器对沈阳市大气细菌和真菌粒子的密度、密度分布、粒度分布及两者关系进行了观察和。结果表明，沈阳市大气年平均密度细菌粒子为７２２８个／ｍ＾３，真菌粒子为１７９７个／ｍ＾３，细菌为真菌的４．１倍。细菌粒子密度和粒度均呈正偏态分布，真菌粒子密度和粒度均呈对数正态分布。〈８．２μｍ的可吸入粒子，细菌为４３２６个／ｍ＾３，占其总数的６１．４％；真菌为１５８３个／ｍ＾３，占其总数的