一株苯酚降解菌的筛选鉴定及响应面法优化其降解

从某化工厂污水处理车间活性污泥中分离、筛选到一株能以苯酚为唯一碳源和能源生长的菌株YH8.基于形态特征、生理生化特性、BIOLOG细菌自动鉴定系统、16S rDNA和gyrB基因序列同源性分析鉴定菌株YH8,鉴定菌株YH8为Acinetobacter guillouiae.在苯酚浓度低于1200 mg·L-1,温度为26~34℃,pH为7.0~10.0时,菌株YH8培养60 h对苯酚的降解率达70%以上.运用单因素实验初步确定苯酚降解的最适外加碳源和氮源分别为山梨醇和NaNO3,最适温度为30℃,最适初始pH为9.0,最适接种量为5%.为了提高菌株YH8的降解率,首先利用Plackett-Burman实验设计评估并筛选出影响苯酚降解的3个关键因素为初始pH、苯酚浓度、山梨醇浓度.用最陡爬坡实验逼近以上3个因子的最大响应区域,采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定其最优降解条件为初始pH 9.26、苯酚浓度1163.63 mg·L-1、山梨醇浓度7.81%、接种量5%、NaNO_3浓度2%、温度30℃、培养时间96 h,在此条件下苯酚降解率可达98.95%.苯酚降解酶活性及酶定域实验表明,菌株YH8相关降解酶为胞内酶,且苯酚可诱导苯酚羟化酶(LmPH)和邻苯二酚1,2-双加氧酶(C_(12)O)的合成.通过降解酶特异性引物从菌株YH8扩增得到LmPH和C12O基因片段,经质粒检测和消除实验发现菌株YH8相关降解基因位于质粒上.此外,菌株YH8能耐受高浓度NaCl和多种重金属离子,对多种抗生素具有抗性.     

两株假单胞菌降解酚类化合物的特性

从焦化废水中分离得到2株可降解对氯酚的假单胞菌(Pseudomonas)CO-1和CO-44.其最适降解温度为35~40℃,最适pH值为6.0~8.0.菌株降解对氯酚的速度与对氯酚初始浓度呈负相关.2株细菌均能较快地降解苯酚和甲酚,其中CO-1还能够降解1-萘酚和萘.在添加对氯酚的焦化废水中,CO-1和CO-44能够在42h内将苯酚、甲酚和对氯酚完全降解.从2株细菌中均检测到了苯酚羟化酶基因,分别从菌株CO-1和CO-44中检测到邻苯二酚1,2-双加氧酶基因和邻苯二酚2,3-双加氧酶基因.     

高效苯酚降解菌Bacillus sp.L5-1的分离及其降解特性

从污水处理厂活性污泥中分离筛选出一株高效苯酚降解菌L5-1,经菌落形态观察和16S rDNA基因测序,结果表明菌株L5-1为蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）,美国国家生物信息中心（NCBI）的注册号为MN784421.将苯酚设置为唯一碳源,对其生长和苯酚降解特性展开研究.结果表明：菌株L5-1在10%接种量、温度30~35℃、pH值7~8的条件下,均能高效降解培养基中苯酚（培养基体积为100mL,初始苯酚浓度为500mg/L,14h时降解率>93%）.而在最优降解条件下（10%接种量,培养温度为35℃,pH值7.0,NaCl浓度为1%）,初始苯酚浓度为500mg/L,菌株在14h内的苯酚降解率可达97.1%;而当初始苯酚浓度为1000mg/L,菌株也可在46h内达到97.71%的降解率.运用Haldance方程动力学模拟菌株在不同浓度苯酚下的生长过程,其最大比生长速率为0.355h^-1,半饱合常数104.27mg/L,抑制常数为322.83mg/L,R²=0.997.菌株L5-1为目前已报道的Bacillus菌属中降解苯酚能力较强的菌株,为实际处理含酚废水中提供理论参考.     

焦化废水中高效RhodococcusP1菌株的降酚特性研究

通过研究分离鉴定的Rhodococcus P1菌株的苯酚降解性能,表明P1菌株24 h内可完全降解低于907 mg/L的苯酚。苯酚羟化酶基因克隆表达和酶活测定分析表明P1菌株的苯酚代谢途径通过邻苯二酚1,2双加氧酶催化开环降解。除降解苯酚外,P1菌株可利用吡啶作为唯一的碳源和能源。     

热带假丝酵母8953菌株对苯酚的降解特性研究

实验室分离的一株热带假丝酵母(编号为8953)具有较强的苯酚降解能力,并可以利用苯酚、间苯二酚、联苯胺等芳烃为唯一碳源和能源生长。该菌株在48h内可完全降解约14.88mmol/L苯酚,完全降解10.63mmol/L苯酚只需要24h,其降解苯酚浓度最高可达19.13mmol/L。在pH4～9,温度20℃～40℃范围内,苯酚浓度为10.0mmol/L条件下该菌株均保持100%的降解率。该菌株降解苯酚的最适pH范围为6.0～8.0,最适温度范围为28℃～30℃,最佳接种量为1%～3%,外源添加氮源能促进酵母生长和苯酚的降解。     

苯酚降解菌TX1的分离鉴定及其降解特性

从受酚类污染的土壤中分离筛选出1株能够高效降解苯酚的菌株。通过形态学、生理生化以及26S核糖体（rDNA）测序等手段对其进行初步鉴定,确定该菌株为丝孢酵母菌属（Trichosporon sp．）,命名为TX1。初步研究结果表明,该菌株对苯酚的代谢途径为将苯酚先转化为邻苯二酚的苯酚羟化酶定位于细胞膜和细胞质;进而通过邻苯二酚1,2-双加氧酶（C120）邻位开环裂解,C120为诱导型胞内酶。通过分批培养得到菌株TX1降解苯酚的生长动力学模型可用霍尔丹（Haldane）方程表述,相关参数μmax=0．667h^-1,Ks=51．14mg／L,Ki=271．7mg／L。     

苯酚降解菌红球菌PNAN5菌株(Rhodococcus sp.strain PNAN5)的分离鉴定、降解特性及其开环双加氧酶性质研究

分离到一株能以苯酚、苯甲酸、对甲酚、萘为唯一碳源和能源生长、具有同时降解单环和双环芳烃能力的细菌菌株,经生理生化、16SrRNA基因序列分析等鉴定为红球菌PNAN5菌株(Rhodococcussp.strainPNAN5).在实验条件下和在温度为20～40℃、pH7 0～9 0范围内菌株PNAN5降解苯酚的效率保持在80%～100%之间,苯酚浓度在2～10mmol·L-1范围内变化对降解效率没有明显的影响.该菌株通过邻苯二酚1,2 双加氧酶催化的开环途径降解芳烃,不同于已知的浑浊红球菌(R.opacus)是通过邻苯二酚2,3 双加氧酶催化芳烃降解.以细胞裂解液测定该酶的酶促反应动力学常数Km值为35 94μmol·L-1,Vmax为0 84μmol·L-1·min-1·mg-1.     

多环芳烃降解菌的分离鉴定及其生理特性研究

从兰州石化污水处理厂的污泥中分离出一株能分别以萘、蒽为唯一碳源生长的细菌(BDP01). 通过菌株形态观察及16S rDNA序列比对, 确定该菌株属于假单胞菌属的绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa). 菌株在LB培养基中48 h内呈对数生长, 48 h到72 h进入生长稳定期, 72 h后开始进入衰亡期;其最佳培养温度为30 ℃, 最适生长pH为中性或弱碱性, 该菌能在萘和蒽的质量浓度分别为100 mg·L^-1和50 mg·L^-1的无机盐培养基中良好生长, 与已报道的其他微生物比较, BDP01在较短时间内具有较强的降解多环芳烃能力, 1%的接种量15 d内可降解89.64%的萘和77.21%的蒽. 采用PCR和琼脂糖凝胶电泳技术检测到菌株基因组中有邻苯二酚2,3-双加氧酶 (C23O)基因. 测序结果与NCBI数据库发布的C23O基因序列相似度为92%. 该酶在20~65 ℃以邻苯二酚为底物时, 细胞裂解液中酶活力变化范围为13.10~540.86 U.     

萘降解菌N19-3的分离、鉴定和萘双加氧酶基因的检测

从石油污染土壤中分离到一株高效降解萘的N19-3菌株. 经形态观察、生理生化实验和16S rDNA序列分析等鉴定其为丛毛单胞菌属（Comamonas sp.）. 该菌株能在30 ℃,30h内将1 000mg/L的萘完全降解. 降解萘的适宜温度为20～30 ℃, 适宜pH为7.0～9.0. 0.1mmol/L的Ca2+和Fe3+对N19-3菌株降解萘有较强的促进作用, 0.1 mmol/L的Mn2+和Zn2+对N19-3菌株的生长和萘的降解也有一定的促进作用, 而0.1 mmol/L的 Cu2+则完全抑制了N19-3菌株的生长和萘的降解. 通过PCR方法在N19-3菌株中扩增出分别与C. testosteroni H菌株的萘双加氧酶铁硫蛋白大亚基基因（pahAc）与双加氧酶铁硫蛋白小亚基基因（pahAd）高度同源的核苷酸片断.      

一株苯酚降解菌的分离鉴定及响应面法优化其固定化

从太原市焦化厂废水活性污泥中分离、筛选出一株苯酚降解细菌,经生理生化反应和16S rRNA鉴定,该菌株为Diaphorobacter属细菌,命名为PD-07.代谢机制研究表明,苯酚可诱导该菌合成邻苯二酚2,3-加氧酶降解苯酚.为了提高该菌株对苯酚的降解率,以海藻酸钙为材料,对该菌株进行包埋固定化研究.首先采用Plackett–Burman实验设计筛选出影响固定化菌株苯酚降解率的关键因素,然后采用最陡爬坡实验逼近最大苯酚降解率响应区域.最后用Box–Behnken实验设计及响应面回归分析,应用二次方程对实验数据进行拟合得,拟合曲线与实验实测值相关性良好,最佳条件为海藻酸钠浓度3.83%(m/V)、CaCl20.3mol/L、菌胶比1:26.73、固定化时间2h、摇床转速180r/min、培养温度30℃、初始pH值7.2、液固比4.86:1,在此条件下苯酚降解率可达96.89%.     

纳米磁铁矿/生物质炭催化对Fenton氧化降解苯酚的增强机理

以生物质炭负载纳米磁铁矿(nMBC)作为催化剂,采用非均相Fenton反应体系对模拟苯酚废水进行氧化降解处理研究,确定n MBC—Fenton法处理苯酚废水的最佳工艺条件,并揭示其强化机理。实验结果表明:对于质量浓度为50 mg/L的苯酚废水,其最佳降解条件为温度为45℃,pH为3.0,H_2O_2浓度为5 mmol/L,nMBC用量为2.0 g/L。反应进行20 min后,苯酚去除率可达约100%。nMBC剂量、废水初始pH和温度等因素均对处理效果有较大影响,其中pH决定苯酚去除率,而nMBC剂量是影响降解速率的主要因素。此外,nMBC—Fenton法催化氧化降解苯酚过程符合准一级动力学反应(R~2>0.97)。     

苯酚降解菌的筛选及其降解性能研究

苯酚是造纸、塑料、农药、医药合成等行业生产的原料或中间体。随着经济的发展,未经处理的含酚废水对人类的生存环境已经造成了严重的威胁。利用微生物降解的方法处理含酚废水是一种经济有效且无二次污染的方法。论文通过从被苯酚废水污染的污泥和污水中进行筛选细菌,得到11株耐受菌和降酚菌,在以苯酚为单碳源的培养上筛选降酚菌,通过药物培养得到7株高效降解酚菌。选择8号菌为研究菌种,进一步测定苯酚降解的影响因素。考察了温度、pH值、苯酚初始浓度、接种量对苯酚降解的影响。得出该菌的最适温度为30℃,最适降酚pH为8.0～9．0,最适初始苯酚浓度为200—240mg/L,最适接菌量为10％～15％。通过对8号菌降解苯酚的应用价值进行研究,得出8号菌的苯酚降解率可达到90．01％,耐酚浓度可达1．6g/L。     

污泥苯酚的释放特征及其风险评价与控制

在测定不同类型污泥中苯酚含量的基础上,通过模拟试验,研究自然状态和不同干化温度下污泥苯酚的释放特征及其影响因素,同时对污泥释放苯酚进行致癌风险评价,并提出收集与控制措施.结果表明,被测污泥中苯酚的含量范围在0.17～3.22μg/g之间,污泥中苯酚含量呈现出随暴露在空气下时间的增加而降低的趋势;污泥在低温干化时,苯酚释放量较低,主要来源于污泥中原有的苯酚,当污泥在较高温度下干化时,释放的苯酚主要来源于污泥的热解作用;杭州市政污泥在350℃干化时的苯酚释放量,对男、女性暴露人员均存在较高的致癌风险.降低污泥干化温度,控制苯酚的释放与扩散,并通过综合处理措施,可以有效地防治污泥干化过程苯酚污染对人体健康造成的威胁.     

Biodegradation of phenol by free and immobilized Acinetobacter sp. strain PD12

A new phenol-degrading bacterium with high biodegradation activity and high tolerance of phenol, strain PD 12, was isolated from the activated sludge of Tianjin Jizhuangzi Wastewater Treatment Facility in China. This strain was capable of removing 500 mg phenol/L in liquid minimal medium by 99.6% within 9 h and metabolizing phenol at concentrations up to 1100 mg/L. DNA sequencing and homologous analysis of 16S rRNA gene identified PD12 to be an Acinetobacter sp. Polyvinyl alcohol （PVA） was used as a gel matrix to immobilize Acinetobacter sp. strain PDI2 by repeated freezing and thawing. The factors affecting phenol degradation of immobilized cells were investigated, and the results showed that the immobilized cells could tolerate a high phenol level and protected the bacteria against changes in temperature and pH. Storage stability and reusability tests revealed that the phenol degradation functions of immobilized cells were stable after reuse for 50 times or storing at 4℃ for 50 d. These results indicate that immobilized Acinetobacter sp. strain PD 12 possesses a good application potential in the treatment of phenol-containing wastewater.     

Optimization of phenol degradation by Candida tropicalis Z-04 using Plackett-Burman design and response surface methodology

Statistical experimental designs were used to optimize the process of phenol degradation by Candida tropicalis Z-04,isolated from phenol-degrading aerobic granules.The most important factors influencing phenol degradation (p<0.05),as identified by a two-level Plackett-Burman design with 11 variables,were yeast extract,phenol,inoculum size,and temperature.Steepest ascent method was undertaken to determine the optimal regions of these four significant factors.Central composite design (CCD) and response surfac...     

Fenton试剂降解水中酚类物质的研究

采用Fenton试剂对苯酚、对氯酚、2，4-二氯酚、2，6-二氯酚、间甲酚、对硝基酚和邻硝基酚模拟水样进行处理，并考察了H2O2及FeSO4浓度、pH、反应温度和反应时间对Fenton试剂降解酚类物质的影响，得出Fenton试剂降解酚类物质非常有效，当H2O2浓度为4mmol／L、FeSO4浓度为0．5mmol／L，在pH为3，室温条件下反应40min则Fenton试剂对试验所做7种浓度为50mmol／L的酚类物质的去除率均在98％以上。为该工艺处理实际含酚废水提供了科学依据。     

Degradation of phenol in an upflow anaerobic sludge blanket(UASB) reactor at ambient temperatureKE

A synthetic wastewater containing phenol as sole substrate was treated in a 2.8 L upflow anaerobic sludge blanket(UASB) reactor at ambient temperature. The operation conditions and phenol removal efficiency were discussed, microbial population in the UASB sludge was identified based on DNA cloning, and pathway of anaerobic phenol degradation was proposed. Phenol in wastewater was degraded in an UASB reactor at loading rate up to 18 gCOD/(L·d), With a 1:1 recycle ratio, at 26(1℃, pH 7.0-7.5. An UASB reactor was able to remove 99% of phenol up to 1226 mg/L in wastewater with 24 h of hydraulic retention time(HRT). For HRT below 24 h, phenol degradation efficiency decreased with HRT, from 95.4% at 16 h to 93.8% at 12 h. It further deteriorated to 88.5% when HRT reached 8 h. When the concentration of influent phenol of the reactor was 1260 mg/L(corresponding COD 3000 mg/L), with the HRT decreasing(from 40 h to 4 h, corresponding COD loading increasing), the biomass yields tended to increase from 0.265 to 3.08 g/(L·d). While at 12 h of HRT, the biomass yield was lower. When HRT was 12 h, the methane yield was 0.308 L/(gCOD removed), which was the highest. Throughout the study, phenol was the sole organic substrate. The effluent contained only residual phenol without any detectable intermediates, such as benzoate, 4-hydrobenzoate or volatile fatty acids(VFAs). Based on DNA cloning analysis, the sludge was composed of five groups of microorganisms. Desulfotomaculum and Clostridium were likely responsible for the conversion of phenol to benzoate, which was further degraded by Syntrophus to acetate and H2/CO2. Methanogens lastly converted acetate and H2/CO2 to methane. The role of epsilon-Proteobacteria was, however, unsure.