3 株霉菌对甲醛转化能力的研究

利用含甲醛的选择性培养基分离并鉴定出3 株甲醛转化霉菌Trichoderma viride H1,Penicillium javanicum H2,Aspergillus flavus H4,均能生长在以甲醛为唯一碳源的培养基上,并探讨了其最适生长pH 值,研究了3 株霉菌的甲醛转化能力.结果表明,3 株霉菌的最适pH 值分别为4.5,5.0,5.5.30℃,160r/min 揺床培养144h,H1、H2、H4 可将甲醛浓度由1047,1059,1241mg/L 转化至7.6,317,4.0mg/L,转化率分别为99.3%,70.1%,99.7%.     

高活性高耐受甲醛降解菌株的分离鉴定及降解条件研究

以甲醛为唯一碳源,从土壤中分离得到1株甲醛降解菌,经形态学观察、生理生化特性研究和16SrDNA鉴定,该菌株属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).通过单因素试验和正交试验考察培养基及培养条件对菌株降解甲醛的影响,得出该菌株降解甲醛的最适条件为:蛋白胨1.2g/L,KH2PO4 4g/L,K2HPO4 3g/L,MgSO4·7H2O 0.2g/L,微量元素母液0.1mL/L,温度30℃,pH值8.在最适降解条件下,分别对不同初始浓度甲醛进行降解试验,结果表明该菌株对甲醛的耐受浓度可达6g/L,54h可将其降解86%,46h可将5g/L甲醛全部降解,35h可全部降解4g/L甲醛.     

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+.     

1株耐油甲醛降解菌的分离鉴定及降解特性

烹饪油烟的健康危害一直以来受到广泛关注.以甲醛为代表的醛类污染物是烹饪油烟排放的主要污染物之一.微生物法降解甲醛具有工艺简单、成本低及无污染等优点.本研究从烹饪油烟冷凝液中分离筛选出1株具有甲醛降解能力的菌株XF-1,经序列鉴定结合菌落形态特征及生理生化试验,该菌株被鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens sp.).该菌株具有能耐受高油环境的性能,最大耐受浓度为900 g·L^-1.在甲醛浓度为100 mg·L^-1的培养基中,菌株XF-1在34 h内的甲醛降解率为95.80%;当甲醛初始浓度<300 mg·L^-1时,菌株XF-1能够在120 h以内完全降解溶液中的甲醛;甲醛浓度为800mg·L^-1时,在96 h,菌株XF-1的降解率达到73.01%,并可耐受1.5 g·L^-1浓度的甲醛.通过单因素(p H、接种量、甲醛浓度和温度)试验,得到该菌株最佳生长温度为30℃、最佳生长pH为6左右,最佳接种量为10%.利用GC-TOF-MS进一步分...     

甲醛降解功能菌的分离鉴定及降解特性

在小型实验填料塔内长满生物膜的陶粒上,以甲醛为唯一碳源和能源,分离纯化出具有降解甲醛能力的菌株,为后期研究生物降解甲醛的机理提供菌种来源。文章采用环境微生物研究方法,生理生化实验及16S rDNA序列分析进行菌种鉴定和分类;通过单因素(pH、接种量、甲醛浓度)实验,研究各因素对菌株降解甲醛的影响并以筛选出的菌株进行挂膜,建立新的填料塔系统。实验从填料塔内筛选出了两株甲醛降解菌,并分别命名为P_1、Q_1;经序列鉴定再结合菌落形态特征及生理生化实验,菌株P_1属于假单胞菌属(Pseudomonas),Q_1属于甲基营养菌属(Methylobacterium)。在含甲醛浓度300 mg/L的培养基中,相同培养条件下,菌株P_1在44 h内的甲醛降解率为92.8%,而菌株Q_1在28 h内的甲醛降解率为97.9%;当甲醛初始浓度700 mg/L时,菌株P_1、Q_1均能够完全降解溶液中的甲醛且菌株Q_1对较高浓度的甲醛耐受性好。两种混合的甲醛降解功能菌对甲醛气体净化效率可达99%以上,甲醛生化去除量于21 d后保持在16 mg/(L·h),表明填料塔的甲醛降解功能菌群挂膜成功,且填料塔对甲醛废气具有良好的净化效果。     

1株转座子插入突变菌株TB34的筛选及产氢分析

以分离自红树林污泥的厌氧发酵产氢细菌Pantoea agglomerans BH18为出发菌株,利用转座子Tn7构建突变体文库.通过卡那霉素抗性筛选与PCR扩增,鉴定转座子插入突变菌株.通过初筛和复筛,获得1株突变菌TB34,其产氢量较野生菌株明显提高.在初始pH为7.0和葡萄糖浓度10 g.L-1的海水培养条件下,产氢量(H2/葡萄糖)为(2.04±0.04)mol.mol-1,相比野生菌株产氢量提高43%.经过5次连续传代培养,突变菌株TB34表现出稳定的产氢特性.测定突变菌株TB34在不同碳源培养条件下的产氢量.结果表明,突变菌株TB34和野生菌株BH18都能利用蔗糖、葡萄糖和果糖发酵产氢.与野生菌株BH18不同,突变菌株TB34在以木糖为底物培养条件下仍能够发酵产氢,产氢量(H2/木糖)为(1.34±0.09)mol.mol-1,扩大了底物利用范围.     

多级土壤渗滤系统处理低有机污染水的脱氮效果与机理解析

采用"微曝气+缺氧"的两段式多级土壤渗滤系统(multi-soil-layering system,MSL)工艺,建立了在缺氧段模块中添加不同碳源的MSL系统并进行脱氮效率对比.其中,MSL1系统添加了传统碳源木屑,MSL2系统添加了一种基于PHBV(聚羟基丁酸戊酸酯)的共混固相碳源(GC-4).通过10个月的连续运行,深入探讨碳源、水温、表面水力负荷等条件对该工艺脱氮性能的影响.整个运行过程期间不同条件影响下,添加新型固相碳源的MSL2比MSL1表现出更好的强化脱氮性能.在相同表面水力负荷(1.0 m3·m-2·d-1)条件下,水温的降低会直接降低系统的脱氮效率.当水温从平均19℃下降到15℃时,MSL1系统对NH+4-N、TN的平均去除率分别由91%、62%下降为81%、45%,MSL2系统对NH+4-N、TN的平均去除率分别由88%、72%下降为80%、55%,但MSL2系统仍然优于MSL1系统.水力负荷的降低会提高2个系统TN去除率大约20%,证明了低水力负荷利于系统的脱氮效果.在各个运行阶段,MSL系统添加固相碳源均没有出现碳源过度释放现象,表现出较好的COD去除效果.分子生物学研究揭示了两段式MSL系统中微生物、硝化菌、反硝化菌的功能分区及其丰度,在生物量和反硝化基因数量上MSL2均大于MSL1,硝化菌(amo A基因)集中分布在微曝气段,反硝化菌(nir S、nir K)集中分布在土壤模块层,比较好的解释了不同碳源类型条件下MSL系统的脱氮效果的差异性.     

钯/泡沫镍对水体中4-氯酚的氢解脱氯研究

采用置换沉积法制备泡沫镍负载钯(Pd/Ni)催化剂,研究了其在H2作为供氢体时对水相中4-氯酚(4-CP)的催化氢解脱氯作用.考察了Pd负载量、H2流量和反应液pH值对4-CP转化率的影响.结果表明,在相对较低的Pd负载量和H2流量下即可实现4-CP的快速高效去除,且反应液pH值在3.04~10.97的范围对反应影响不显著.当Pd负载量为0.1%、H2流量为10mL/min、pH值为6.80时,反应1h,4-CP转化率达92.6%.Pd/Ni具有较高的稳定性,重复实验表明,该催化剂使用3次后,催化活性仅下降了2.0%.     

1株耐盐异养硝化-好氧反硝化菌Zobellella sp.B307的分离及脱氮特性

从胶州湾沉积物中分离出1株异养硝化-好氧反硝化菌株B307,采用16S rRNA基因序列分析对该菌株进行鉴定,采用单因素实验对其进行条件优化和耐盐特性研究,并在最优条件下考察其在单一和混合氮源中的脱氮效果.结果表明,该菌为Zobellella sp.,其最佳碳源为丁二酸钠,最适C/N为5,最适初始p H为9,最适温度为35~40℃.该菌株在混合氮源体系中12 h对NH_4~+-N和NO_3~--N的去除率分别为98.35%和99.75%;在盐度为75 g·L~(-1)(以NaCl计)条件下24 h对NH_4~+-N和NO_3~--N去除率仍分别保持在97.67%和94.39%.表明该菌株具有高效的异养硝化-好氧反硝化能力和较强的耐盐特性,在高盐废水脱氮等领域具有广泛的应用前景.     

新型填充式空气净化器净化甲醛效果与计算模拟

针对室内空气低浓度甲醛污染,设计填充附着纳米二氧化钛玻璃珠(3 mm)空气净化器,并在密闭房间内对其净化效果进行实验分析.结果表明,甲醛仞始浓度为0.727～1.815 mg/m3时,甲醛减少87.0%～93.8%,并建立了该空气净化器的反应速率方程.通过计算模拟,证实了净化器单个装置空气分布的均匀性.此外,还根据质量平衡建立了有甲醛持续释放污染房间内应用空气净化器后,甲醛浓度变化的数学模型,并通过实验验证了模拟结果的正确性.结果表明,间歇性应用此空气净化器可维持室内甲醛浓度低于国家空气质量标准0.1 mg/m3.     

聚酰肼接枝改性活性炭除甲醛材料的制备及其影响因素

为解决甲醛污染问题,开展了多胺高分子接枝活性炭环境材料制备研究.采用质量比为1:1的硫酸和硝酸的混合液对活性炭表面改性,再以DCC（N,N-二环己基碳二亚胺）为胺化反应的缩水剂,通过PAH（聚酰肼）和活性炭缩聚反应制备了除甲醛材料ACm-g-PAH（聚酰肼接枝改性活性炭）,通过单因素试验探讨了影响ACm-g-PAH除甲醛的因素,再由正交试验得出ACm-g-PAH制备的最佳工艺为活化温度为90℃,w（DCC）为2.0%,c（PAH）为12 mmol/L.结果表明:在温度为10~50℃与相对湿度为45%~85%区间内,温度和相对湿度对甲醛去除率影响并不明显.吸附甲醛的ACm-g-PAH经弱酸还原再生技术处理后,再生5次的ACm-g-PAH对甲醛的去除率仍能达到初生材料的89.2%.FTIR（红外光谱）证明了在DCC存在下,聚酰肼高分子PAH与ACm（改性活性炭）表面羧基缩聚反应的事实.随着c（PAH）的增加,SEM（扫描电镜）显示活性炭孔内的PAH呈堆积的现象;TG（热重分析）图谱的测试结果表明,ACm-g-PAH的降解温度在330~420℃之间.研究显示,ACm-g-PAH对甲醛的去除率最高为99.4%.      

碳源对工业污染场地土壤中HCHs和DDTs降解的促进作用

我国对有机氯农药的大量需求使得在农药生产、加工和分装等过程中造成了许多城镇中存在有机氯农药污染场地,限制了土地的后续开发利用.本研究选取3种类型的碳源组成有机修复剂A、B、C,添加到受有机氯工业污染场地土壤中进行微生物降解试验,并对比了3种修复剂的效果.试验过程中,反应体系水分含量为50％,添加零价金属调节氧化还原电位,采用好氧/厌氧交替循环方式进行生物降解.实验结果表明:3种修复剂对HCHs和DDTs的降解都有显著促进作用.与DDTs相比,HCHs较易降解.90 d内,添加修复剂(A、B、C)的处理中∑HCH的浓度分别从73.37~85.71 mg·kg^-1降解到了15.88~38.21 mg·kg^-1.与未添加修复剂的对照相比较,∑HCH的降解率提高了19%~52%,90 d内,ΣHCH的降解率最高可达81%.添加修复剂(A、B、C)的处理中ΣDDT的浓度分别从91.68~119.79 mg·kg^-1降解到了45.1~60.7 mg·kg^-1,相对未添加修复剂的对照试验,∑DDT的降解率提高了39%~45%,30 d内∑DDT的降解率最高可达到51%,但30 d后降解效率无明显增加.就不同类型碳源的促进作用来看,C/N最高,而含水率最低的修复剂B的效果最好,而C/N比最低而含水率最高的修复剂A效果最差.     

辛基酚聚氧乙烯醚混合菌的构建及响应面优化

为提高辛基酚聚氧乙烯醚（OPnEO）的生物降解效果,在本实验室已筛选出的H1、TXBc10、OPQb11、TXBa23四株OPnEO高效降解菌的基础上,首次从构建OPnEO混合菌的角度,着重探究了四菌株等比例不同组合降解OPnEO的效果.结果表明,混合菌L9（H1：TXBc10：TXBa23为1：1：1）培养7d后对初始浓度500mg/LOPnEO的降解率最高,达到56.44%,比各单一菌株降解效果有较明显提高.运用单因素试验考察了影响L9的相关因素,初步确定L9降解OPnEO的最适外加碳源和氮源分别为葡萄糖和胰蛋白胨,最适初始pH值为7.0,最适温度为28℃,最适接种量为4%.Plackett-Burman试验筛选获得影响OPnEO降解率的3个显著因子为L9接种量、温度及初始pH值.最陡爬坡试验逼近3个显著因子的最大响应区域,采用Box-Behnken试验设计及响应面法分析,确定L9的最优降解条件为50mL反应体系中接种量4.16%、温度28.20℃、初始pH值7.13、葡萄糖与胰蛋白胨浓度均为2%、OPnEO初始浓度500mg/L、180r/min培养7d,该条件下混合菌L9对OPnEO降解率达62.15%,比未优化条件提高了5%左右.     

关帝山不同海拔土壤碳矿化和微生物特征

以山西省关帝山不同海拔的8个样地土壤为研究对象,分析不同海拔土壤碳氮含量、土壤碳矿化和细菌、真菌、放线菌、固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌6类微生物量的变化.结果表明,海拔为2163m时,土壤有机碳和活性碳1（LC1）最高,分别为74.41和6.72g/kg,在海拔2700m总氮含量最高为6.54g/kg.土壤碳矿化累积量和碳矿化速率因海拔的升高而显著增加（P<0.05）,土壤碳矿化累积量和活性碳2（LC2）之间有显著正相关.土壤细菌、放线菌和固氮菌的数量在海拔为1791m时最高,分别为3.41×10⁶、1.90×10⁶和1.21×10⁶个/g,细菌、真菌、放线菌和固氮菌的数量随着海拔的升高而逐渐下降,与海拔之间呈显著负相关;相反,硝化细菌和反硝化细菌数量却逐渐增加,在海拔为2700m时最高,分别为1.37×10⁴和6.02×10³个/g,它们与海拔和总氮之间的关系呈显著正相关（P<0.01）.总之,土壤有机碳、总氮、碳矿化累积量、硝化细菌和反硝化细菌随海拔显著增加,而细菌、真菌、放线菌和固氮菌随海拔的变化呈相反的趋势.     

聚甲醛废水的生物强化处理及微生物种群动态分析

聚甲醛工业废水含有甲醛、三聚甲醛和酚类等有害物,而且盐分和COD也较高,很难实现生物处理至达标排放.在聚甲醛污水厂建立中试系统并接种活性污泥,同时投加了经筛选的三聚甲醛降解菌Bacillus methylotrophicus和甲醛降解菌Candida maltosa、Pseudomonsa putida组成的复合菌剂,进行了聚甲醛、甲醛等有毒物质的选择性生物强化,通过温度梯度凝胶电泳(PCR-TGGE)技术对污水反应器进行了微生物群落结构分析,并与污水厂同期出水进行对照研究.结果表明,在投加复合菌剂的强化生物系统中,最终出水的甲醛、三聚甲醛(Trioxane,TOX)和COD降解率分别在97.8%、94.2%和92.6%以上,且系统表现出更高稳定性和抗冲击负荷能力.PCR-TGGE图谱表明,非生物强化系统中未检测到B.methylotrophicus,而该菌在生物强化系统中的活性一直得以维持,其对有毒物质的持续降解解除了其它微生物群落的抑制因子,污泥活性有效增强,说明该菌及复合菌剂确实对TOX及甲醛等毒性物质可有效降解,选择性生物强化可成为工业污水处理的可靠手段之一.     

微波协同活性炭处理甲基橙废水的研究

以粉末活性炭为催化剂,建立了微波协同氧化工艺,对模拟甲基橙废水进行处理。微波协同氧化、活性炭吸附和单纯微波辐射3种不同工艺的对比实验表明,微波诱导氧化工艺具有明显的优越性．考察了甲基橙浓度、微波功率、辐射时间、活性炭用量对甲基橙去除率的影响。在甲基橙质量浓度为305mg／L、微波功率580W、辐射时间10min、活性炭用量1．2g/L的条件下,甲基橙色度去除率为99．63％,COD的去除率为95．8％。     

不同碳源刺激对老化污染土壤中PAHs降解研究

采用室内模拟试验,研究追加葡萄糖、DL-苹果酸、柠檬酸三钠、脲和乙酸铵碳源刺激下对老化污染土壤中PAHs的降解规律.结果表明,培养第1周内,添加碳源处理土壤CO2的释放量显著大于对照,其中外加DL-苹果酸处理土壤所释放的CO2量最大.各处理CO2的平均释放量顺序为脲>葡萄糖≈柠檬酸三钠≈DL-苹果酸≈乙酸铵>对照.添加碳源处理土壤所挥发的PAHs要显著小于对照,且3种PAHs的挥发量大小顺序为菲>荧蒽>苯并(b)荧蒽.添加碳源处理土壤中菲、荧蒽及苯并(b)荧蒽的平均降解速度均大于对照,其中添加DL-苹果酸和脲处理土壤中菲、荧蒽及苯并(b)荧蒽的降解较快.3种PAHs化合物之间相比较,苯并(b)荧蒽的残留比例最大,在72%～81%之间;其次为荧蒽,在53%～70%之间;菲最少,在27%～44%之间.     

硅藻土基纳米TiO2降解甲醛的实验研究

对比研究了硅藻土和硅藻土基纳米二氧化钛光催化剂对甲醛的吸附降解特点.通过改变反应器内甲醛的初始浓度、反应温度、光照强度和相对湿度,研究了涂覆量为62.5 g·m^-2的硅藻土基纳米TiO₂光催化剂对甲醛气体的降解效果.研究结果表明,硅藻土只对甲醛有一定的吸附作用,而硅藻土基纳米TiO₂对甲醛具有持续的吸附和降解作用.反应器内甲醛初始浓度越高,降解时间越长;初始浓度为6.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛气体,经过150 h降解率才能达到99%以上,而初始浓度为2.0×10^-3 mg·L^-1和4.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛气体分别在14 h和32 h内就可以达到相同的降解率.反应温度越高,硅藻土基纳米TiO₂降解甲醛所需要时间越短;15 ℃时将初始浓度为2.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛完全降解需要50 h,而45 ℃时仅需12 h.光照是硅藻土基纳米TiO₂降解甲醛的直接动力,光照强度为0时,甲醛几乎不能被降解,只被硅藻土基纳米TiO₂光催化剂吸附;在8100 lx的照度下,浓度为2.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛在14 h内能被完全降解.环境相对湿度越大,该催化剂对甲醛的降解越彻底;相对湿度50%时, 硅藻土基纳米TiO₂光催化剂14 h内能将2.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛降解到3.72×10^-5 mg·L^-1,在相对湿度80%时,甲醛能被降解到1.0×10^-5 mg·L^-1.     

中国农业生产净碳效应分异研究

农业具有碳排与碳汇的双重效应。分析和把握不同省区的农业净碳水平,是深入研究农业生产碳排放问题的重要前提。鉴于此,研究基于农用物资投入、稻田、土壤、牲畜养殖等四方面23类主要碳源和以水稻、小麦为代表的15类主要农作物碳汇品种,测算了我国1995—2010年及31个省(市、区)2010年的农业生产碳排量、碳汇量,并在此基础上计算了各自净碳汇量。结果表明:①我国农业生产净碳汇量总体保持上升态势,由1995年的26 736.13×10⁴ t增至2010年的37 697.19×10⁴ t,年均递增2.32%。其中,碳排放量由1995年的24 952.39×10⁴ t增至2010年的29 116.91×10⁴ t,年均递增1.03%;碳汇量由1995年的51 688.51×10⁴ t增至2010年的66 814.10×10⁴ t,年均递增1.73%,碳汇增速明显快于碳排增速,可见我国在农业节能减排方面取得了一定成效。分阶段来看,呈现较为明显的"上升—下降—上升"的三阶段变化特征。②横向来看,区域净碳效应差异明显:农业生产净碳汇绝对量,排在前10位的地区占全国农业生产净碳汇总量的73.02%,而排在后10位的地区仅占全国的1.59%。农业生产碳汇水平,黑龙江、吉林、广西排在前三位,分别高达410.81%、400.94%和356.79%;西藏、青海、福建排在后三位,仅为25.57%、41.55%和103.80%。其中,黑龙江等12个地区农业碳汇水平高于全国同期平均水平(229.47%)。     

碳源对解体后好氧颗粒活性恢复的影响

在序批式反应器(SBR)中,分别以葡萄糖,葡萄糖-乙酸钠混合碳源,乙酸钠为碳源,对解体后的好氧颗粒污泥进行为期30天的活性恢复.研究结果表明:活性恢复过程中,好氧颗粒对COD和NH3-N的去除几乎不受碳源的影响,10d后好氧颗粒污泥对COD和NH3-N的去除活性完全恢复.碳源会较大地影响好氧颗粒污泥的物理特征及对TN,TP的去除,采用乙酸钠进行活性恢复后的好氧颗粒脱氮除磷效果最好,20d后对TN和TP的去除率可从解体时的45%和42%恢复到74%和81%;而采用混合碳源进行活性恢复后的好氧颗粒的COD比降解速率最大,达到10.74kgCOD/(kgMLSS×d),恢复至颗粒解体前的112%;以乙酸钠为碳源可使好氧颗粒硝化,反硝化能力得到较好的恢复,NH3-N和TN的比降解速率分别达到0.335kgNH3-N/(kgMLSS×d)和0.272kgTN/(kgMLSS×d),分别恢复至颗粒解体前的97%和101%.