3,5,6-三氯-2-吡啶酚的微生物降解及催化机制

3,5,6-三氯-2-吡啶酚（TCP）属于氯代吡啶类化合物,它是有机磷农药毒死蜱的高毒、难降解残留物,同时也是一种持久性有机污染物。随着毒死蜱在中国的大量生产和超量使用,TCP的环境污染日趋严重。微生物降解技术是消除TCP环境污染的有效方法。文章概述了TCP的化学结构、环境命运、生态毒性,TCP降解的微生物种类,TCP在好氧、缺氧及厌氧环境下的微生物降解途径及TCP降解基因和酶等的最新研究进展,这将为毒死蜱及TCP持久性污染土壤及水体生物修复技术的开发和应用提供参考。     

嗜吡啶红球菌GF3降解1-氨基蒽醌-2-磺酸的特性

从受溴氨酸污染的泥土中分离出1株蒽醌染料中间体1-氨基蒽醌-2-磺酸(简称ASA-2)降解菌株GF3.经形态学观察和16S r DNA序列分析,鉴定该菌株为嗜吡啶红球菌.研究了该菌对ASA-2脱色的特性,并利用液相-质谱联用仪初步分析了ASA-2降解终产物.研究结果表明,外加蛋白胨、酵母膏和水解酪蛋白均能促进ASA-2的生物脱色,其中蛋白胨促进作用最为明显.进一步的研究发现多种氨基酸可加速ASA-2的生物脱色过程,其中L-亮氨酸促进效果最好.ASA-2脱色的最适环境条件为p H 8.0、30℃和150 r·min~(-1).最适条件下,菌株GF3可使108 mg·L-1的ASA-2在30 h内脱色率达95%以上,TOC去除率为62%.紫外-可见波谱显示,当ASA-2水溶液由红色褪成无色时,ASA-2的特征吸收峰完全消失,并在340 nm产生了新峰.进一步分析发现,ASA-2降解终产物质荷比为260,初步推测产物为3-氨基-4-磺酸基邻苯二甲酸.此外,菌株GF3还可以降解溴氨酸、蒽醌-2-磺酸钠和蒽醌-2-羧酸.     

多氯联苯降解菌Pseudomonas sp. DN2的分离鉴定及其降解特性研究

从长期受PCBs污染的土壤中经富集培养筛选分离到1株能以联苯为唯一碳源和能源生长的革兰氏阴性细菌DN2.经形态观察、16S rDNA序列分析和系统发育分析初步鉴定为Pseudomonas sp..对其联苯双加氧酶的bphA1基因核心区和2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶活力进行了分析测定,结果表明该菌具有降解联苯/PCBs的相关基因存在.利用GC-MS测试该菌的静息细胞降解PCBs的能力表明,该菌株可以在3 d内显著而高效地降解Aroclor 1242总量的67%,其对Aroclor 1242中各单体同系物的降解率在30%～90%之间.这对PCBs污染场地的原位生物修复具有实际应用意义.     

不同土壤调理剂对土壤镉和邻-苯二甲酸酯迁移转化影响

有机无机复合污染是目前普遍的土壤污染方式,镉是土壤污染中最主要的无机元素,因地膜的广泛使用,使得邻-苯二甲酸酯成为土壤中主要的有机污染物.故采用盆栽试验,以西南地区紫色土为供试土壤,小白菜为指示生物,分别添加不同含量梯度的镉（Cd）和邻-苯二甲酸（2-乙基己基）酯（DEHP）组成单一污染和复合外源污染模拟试验,研究钾长石粉、牡蛎壳粉、生物炭粉、氧化钙、碳酸钾和磷酸钙这6种常见土壤调理剂对污染土壤中镉形态及DEHP含量、小白菜中镉及DEHP吸收的影响.随后研究了生物炭添加量对污染土壤中镉和邻-苯二甲酸酯迁移转化的影响,选择对照土壤、Cd污染土壤和DEHP污染土壤复合污染为研究对象,通过盆栽试验研究了0%、0.5%、1%、3%和5%（质量分数）生物炭对污染土壤Cd形态和DEHP含量的影响.结果表明Cd-DEHP复合污染紫色土修复的最优土壤调理剂是生物炭.经过综合考虑,生物炭添加量为3%时,复合污染紫色土土壤的修复效果较好,且生长于土壤中的指示生物不受抑制.     

氯嘧磺隆降解菌的筛选及对污染土壤的生物修复

采用富集培养方法从江苏某激素研究所污水处理池排污口污泥中分离得到1株氯嘧磺隆降解菌,经菌株形态学特征和26S rDNA序列分析,鉴定为胶红酵母菌（Rhodotorula mucilaginosa ）.经降解条件优化,菌株对含100mg/L氯嘧磺隆的无机盐培养基中氯嘧磺隆的最佳降解条件为：接种量2.5%,培养温度28℃,pH 6.0,培养5d后降解率为87.33%;在氯嘧磺隆初始浓度为10mg/kg（干土）的模拟污染土壤中,菌株最佳降解条件为：接种量2.5%,温度25℃,pH 6.0,土壤含水量30%,静息培养30d后降解率为90.74%.土壤修复实验结果表明,施加胶红酵母菌后减轻了氯嘧磺隆对小麦幼苗的药害,在氯嘧磺隆浓度为10mg/kg的土壤中投加降解菌后,小麦的出苗率、株高、根长及鲜重均明显高于未投加降解菌的对照组（P < 0.05）.     

一株苯并[a]芘降解菌-紫茉莉联合修复污染土壤的研究

从长期受多环芳烃(PAHs)污染的土壤中获得1株高效降解菌BB-1,经鉴定为巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium.为了考察菌株的降解特性,将10和20 mg·L~(-1)的苯并[a]芘(B[a]P)加入到培养液中并在30℃下振荡培养8 d.结果表明,BB-1对不同浓度的B[a]P的降解率分别为52.1%和23.5%,B[a]P浓度为10 mg·L~(-1)时降解效果更优.将不同重金属外加到培养液中,Cu2+(50 mg·L~(-1))和Cd2+(100 mg·L~(-1))能在一定程度上影响BB-1对B[a]P的生物降解作用,但菌株仍有很强的耐受性;Zn2+(200 mg·L~(-1))和Pb2+(300 mg·L~(-1))会显著影响降解效果.为了研究菌BB-1与植物的联合降解修复作用,通过对比研究将该菌株加入到种植紫茉莉的B[a]P污染土壤中,在未加入BB-1的污染土壤中,紫茉莉在开花期和成熟期对B[a]P的降解率分别为27.42%±1.99%和51.31%±3.06%,在加入BB-1的污染土壤中降解率分别为68.22%±1.21%和77.16%±0.62%,可见加入菌株BB-1后能显著提高紫茉莉对土壤中B[a]P的降解效率.为确定降解作用的菌株来源,分别对比了非根际和根际土壤中的B[a]P含量,发现在开花期和成熟期任何一种处理的根际土中B[a]P残留浓度都小于非根际土,说明土壤中B[a]P的去除主要是源于根际的作用.在植物修复的基础上,添加能耐受一定重金属浓度的高效B[a]P降解菌,能提高B[a]P降解率,有望为日后大规模田间应用提供可靠的技术参数.     

土壤环境中2株典型非离子表面活性剂降解菌的应用效果

采用室内培养法研究菌株B35和T100对土壤微生物区系及非离子表面活性剂(Brij35和TX-100)降解的影响.结果表明,非离子表面活性剂对土壤中的部分微生物有一定的毒害作用,抑制了细菌和放线菌的生长,且TX-100的毒害作用强于Brij35.另外,菌株B35和T100对土壤中非离子表面活性剂Brij35和TX-100有强降解作用,经菌株B35处理后,茶园土和菜园土中的非离子表面活性剂Brij35的降解率分别为67.26%～72.55%和67.86%～82.55%;经菌株T100处理后,茶园土和菜园土中的非离子表面活性剂TX-100的降解率分别为66.02%～70.04%和72.02%～72.27%.微生物活度与有机质含量和毒性物质密切相关.立即接种降解菌的降解作用弱于缓后接种.      

石油降解菌的筛选鉴定及混合菌系的构建

采用富集分离方法从陕北某炼油厂石油污染土壤中筛选石油降解菌.通过生理生化试验和16SrDNA基因序列分析鉴定菌株种属;选取pH值、盐度、氮源、接种量和石油浓度作为单因素,探究不同单因素对菌株生长的影响;通过拮抗试验,构建石油降解混合菌系并探究其对石油降解效果.结果表明:从石油污染土壤中筛选出4株能够在含油培养基上生长良好的菌株,其分别属于不动杆菌属Acinetobacter(T2、T4、T5)和芽孢杆菌属Bacillus(T3);在单因素试验中pH值、盐度、氮源、接种量和石油浓度都会影响菌株的生长;4株菌无拮抗作用,对其同比例组合共构建15组菌系,接种量体积比1:1:1:1组成的混合菌系P在相同时间内石油降解率最高(89%),说明混合菌系P对石油具有高效降解能力.本试验结果旨在为修复石油污染土壤提供理论参考.     

基于旱地土壤环境风险的农药毒死蜱的施用限值研究

通过开展田间试验,研究毒死蜱在玉米、小麦和大豆3种作物田土壤中的降解及环境风险,基于毒死蜱及其降解产物TCP的残留特征和环境风险,计算毒死蜱施用限值.研究表明玉米田土壤中的毒死蜱残留量大于大豆田和小麦田;毒死蜱在农田土壤中的降解速率随着施用浓度的增加而提高.小麦、大豆、玉米3种作物种植土壤中毒死蜱及TCP的短期和长期生态风险均有差异.玉米、大豆和小麦3种作物农田中,当超过推荐剂量施用毒死蜱,毒死蜱及TCP均具有较高短期风险和长期生态风险,相对于毒死蜱,TCP对土壤的生态风险更高.基于旱地土壤的毒死蜱及TCP的环境风险,通过模型计算农药毒死蜱在大豆田中的施用限值为0.4412 kg·hm^-2,在小麦田中的施用限值为0.5034 kg·hm^-2,在玉米田中的施用限值为0.5487 kg·hm^-2.     

一株1,2,3,4-四氯苯降解菌的筛选和降解特性研究

从广东某化学试剂厂周边土壤中筛选、分离并纯化出一株能有效降解1,2,3,4-四氯苯(1,2,3,4-TeCB)的菌株,命名为L-1号菌.探索不同接种量(2%;3%;5%)菌株对25 mg·L-1的1,2,3,4-四氯苯模拟废水化学需氧量(COD)、氯离子释放浓度、1,2,3,4-四氯苯降解效果影响,并结合气相质谱联用仪(GC-MS)工作站分析菌株对1,2,3,4-TeCB降解产物.结果表明:经16S rDNA鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌;菌株接种量为5%对1,2,3,4-TeCB降解效果最佳,在pH=7.0、温度30℃,摇床转速110 r·min-1条件下反应7d,COD降解率达62.71%;氯离子释放浓度4.98mg·L-1;四氯苯降解量达20.47 mg·L-1.通过对L-1号菌降解1,2,3,4-TeCB产物分析,发现L-1号菌对1,2,3,4-TeCB的降解是通过先开环后脱氯的途径实现的.     

催化湿式共氧化降解内分泌干扰物双酚A的研究

以NaNO2为催化剂、2,4,6-三氯苯酚(TCP)为共氧化物质对内分泌干扰物双酚A(BPA)进行了催化湿式共氧化(CWCO)降解,研究发现,在NaNO2存在的条件下,TCP的加入极大地促进了BPA的降解:在170℃、0.5MPa氧气压力条件下反应6h后,催化湿式共氧化体系中COD去除率达到了71.2%,而BPA单独氧化降解时,COD去除率仅为24.7%.在此基础上考察了反应温度、氧气压力、反应时间、TCP浓度和NaNO2浓度对BPA降解效率的影响,筛选出了最优反应条件(170℃的反应温度、0.5MPa的氧气压力、6h的反应时间、0.5mmol/L BPA、0.5mmol/L TCP和0.1mmol/L NaNO2).在优化条件下,BPA和TCP去除率分别达到了100%和96.4%,同时反应后溶液的可生化性大大提高,BOD5/COD值从反应前的0.08增加到了0.95.另外,GC-MS结果表明,BPA和TCP降解的产物主要为小分子有机酸,分别是乙酸,2-甲基戊二酸,丁二酸,3-甲基己二酸,己三酸以及1-丙烯基-1,2,3-三羧酸.该共氧化技术为污染水体中BPA和TCP的同时去除提供了一种可能性.     

异丙隆降解菌Y57的分离鉴定及其降解特性

从农药厂的活性污泥中分离出1株能高效降解异丙隆的细菌Y57,通过生理生化鉴定和16SrDNA同源性序列分析,鉴定为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonassp.).接种量为1%的Y57可以在48h之内将30mg/L的异丙隆完全降解,降解率达到99%以上,降解最适pH值为7.0,降解效率与接种量呈正相关,在通气良好状况下降解速率较高.1mmol/L的Li⁺、Ca²⁺、Mg²⁺可以提高Y57降解异丙隆速率;1mmol/L的Ni²⁺、Zn²⁺对降解有明显的抑制作用;1000mg/L的酵母粉、葡萄糖、牛肉膏或蛋白胨对降解具有抑制作用.降解谱实验表明,Y57还可以降解绿麦隆、敌草隆、敌稗等除草剂.     

一株苯并[a]芘高效降解真菌的筛选与降解特性

从长期受多环芳烃(PAHs)污染的土壤中分离出一株能够降解苯并[a]芘(B[a]P)的真菌,经鉴定为绿色木霉(Trichoderma viride)(命名为BF-1),并对其以B[a]P为唯一碳源进行反复驯化,考察了B[a]P浓度、不同重金属和培养基对其降解能力的影响.结果表明,菌株BF-1在B[a]P浓度为5mg.L-1,32℃振荡培养约6d的条件下,降解速度最快,B[a]P的降解率达68.28%.BF-1在B[a]P浓度分别为10与25mg.L-1,32℃振荡培养6d的条件下,B[a]P的降解率分别为73.29%与87.36%.Cu2+(50mg.L-1)基本不影响BF-1对B[a]P的降解率;Cd2+(100mg.L-1)、Pb2+(300mg.L-1)对BF-1降解B[a]P有一定影响,但仍表现出较高的耐受能力;而Zn2+(200mg.L-1)对BF-1有明显的抑制作用.选用含5mg.L-1B[a]P的土豆葡萄糖液体培养基,6d后B[a]P的降解率为71.31%.对比前述实验结果表明,培养基对B[a]P降解率的影响并不明显.因此,BF-1的应用价值较高.     

3-PBA降解菌BA3的降解特性及基因工程菌构建

从石油污染土壤中分离到1株能以3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)为唯一碳源生长的细菌,命名为BA3.根据其生理生化特征和16S rDNA序列相似性分析,将该菌鉴定为鞘脂菌属(Sphingobium sp.).该菌株在60 h内对100 mg·L-1的3-苯氧基苯甲酸的降解率达到99%.降解3-苯氧基苯甲酸的最适温度为30℃...     

生物表面活性剂-微生物强化紫花苜蓿修复多环芳烃污染土壤

在温室盆栽条件下,通过单独或联合添加生物表面活性剂鼠李糖脂(RH)和接种多环芳烃专性降解菌(DB),研究了利用生物表面活性剂-微生物强化紫花苜蓿(Medicago sativa L.)修复多环芳烃(PAHs)长期污染土壤的效果.结果表明,添加鼠李糖脂和接种PAHs专性降解菌能促进紫花苜蓿的生长和土壤中PAHs的降解.培养90d后,RH、DB处理的PAHs的降解率分别为30.0%和49.6%,均高于对照处理(CK)(21.7%).RH+DB处理PAHs的降解率最高达53.9%,说明鼠李糖脂和PAHs专性降解菌协同作用显著.另外,随着PAHs苯环数的增加,其平均降解率逐渐降低,但是接种PAHs专性降解菌能够提高4环和5环PAHs的降解率.同时也发现土壤中脱氢酶活性和PAHs降解菌数量越高的处理,土壤PAHs的降解率也越高.所以添加鼠李糖脂和接种PAHs专性降解菌能够有效促进土壤多环芳烃降解.     

真菌对污染旱地红壤中苯并[a]芘共代谢降解研究

在恒温和恒定转速培养条件下,模拟生物泥浆反应器法,选择从石油污染土壤中分离出来的青霉菌、黑曲霉、白腐真菌等3种真菌,在添加不同浓度菲和邻苯二甲酸作为共存底物情况下,研究其对旱地红壤中苯并[a]芘(B[a]P)的共代谢降解.结果表明,未灭菌土壤对B[a]P有降解能力,当土壤中添加菲时,提高了B[a]P在土壤中的降解率,100 mg.kg-1浓度菲处理的降解率显著高于200 mg.kg-1浓度菲处理,邻苯二甲酸对B[a]P降解影响不大.灭菌土壤中B[a]P几乎没有降解,添加共代谢底物后土壤中B[a]P降解率变化不明显.添加菲及邻苯二甲酸均促进了青霉菌对B[a]P的降解,提高其降解率,其中添加菲的效果更明显.与灭菌土壤相比,接种黑曲霉提高了B[a]P的降解率,但是添加菲与邻苯二甲酸却均抑制了黑曲霉菌对B[a]P的降解.白腐真菌对旱地红壤中B[a]P的降解能力较差,但当菲或邻苯二甲酸存在时能显著提高白腐真菌对B[a]P的降解,且菲比邻苯二甲酸效果好.     

Degradation of poly(butylene adipate-co-terephthalate) by Stenotrophomonas sp. YCJ1 isolated from farmland soil

In recent years, poly (butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) has been widely used. However, PBAT-degrading bacteria have rarely been reported. PBAT-degrading bacteria were isolated from farmland soil and identified. The effects of growth factors on the degradation of PBAT and the lipase activity of PBAT-degrading bacteria were assessed. The degradation mechanism was analyzed using scanning electron microscopy, attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy, proton nuclear magnetic resonance, X-ray diffraction, and liquid chromatography-mass spectrometry. The results showed that Stenotrophomonas sp. YCJ1 had a significant degrading effect on PBAT. Under certain conditions, the strain could secrete 10.53 U/mL of lipase activity and degrade 10.14 wt.% of PBAT films. The strain secreted lipase to catalyze the degradation of the ester bonds in PBAT, resulting in the production of degradation products such as terephthalic acid, 1,4-butanediol, and adipic acid. Furthermore, the degradation products could participate in the metabolism of YCJ1 as carbon sources to facilitate complete degradation of PBAT, indicating that the strain has potential value for the bioremediation of PBAT in the environment.     

1株2,4-D降解菌的gfp标记及其在废水生物处理系统中的检测方法

通过mini-Tn7转座子系统将绿色荧光蛋白基因(gfp)插入到2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)降解菌Achromobacter sp.的染色体上,考察了标记前后该菌株的生长、发光及降解污染物特性,并探讨了将其投加到不同废水生物处理系统(活性污泥和颗粒污泥系统)后的定量检测方法.结果表明,Achromobacter sp.标记前后生长和降解2,4-D特性基本不变,在103～112 h内可将初始浓度约为100 mg/L的2,4-D完全降解.标记后菌株在生长和降解2,4-D过程中都能够稳定表达绿色荧光,降解过程荧光强度/D600稳定在4 500左右.向活性污泥系统投加该标记菌,可通过直接测定混合液荧光强度对该标记菌进行定量检测,在标记菌质量分数为0～75%的范围内,绿色荧光蛋白的表达水平与该标记菌的质量分数线性相关(R2=0.995 2).向颗粒污泥系统投加该标记菌,需要对混合液破碎均质化处理后测定荧光强度,在标记菌质量分数为0～42%的范围内,绿色荧光蛋白的表达水平与该标记菌的质量分数线性相关(R2=0.980 1).基于Tn7插入gfp的标记方法可以用来跟踪检测生物处理系统中的特异微生物.     

一株高效降解菲的植物内生细菌筛选及其生长特性

从长期受PAHs污染的植物看麦娘中分离出1株可高效降解菲的内生细菌Pn2,经生理生化特征分析和16S rDNA序列同源性分析,初步鉴定为Naxibacter sp.,研究了菌株Pn2的生长特性及其对菲的降解作用.结果表明,菌株Pn2能以菲为唯一碳源生长,并对菲有良好的降解性能.菲浓度为49.92mg/L时,30℃下150r/min振荡培养72h,菲降解率高达98.78%.接种量和污染强度显著影响Pn2对菲的降解:接种量越大,菲降解率越高;随污染强度升高,菲降解率先增大后减小,最适污染强度为150mg/L.菌株Pn2有较强的环境适应能力.温度为25~37℃、环境pH值为6.0~8.0、盐浓度1%~2%范围内,菌株Pn2生长状况良好.菌株Pn2为好氧生长,通气量越大,菌株生长越旺盛.菌株Pn2对低浓度的氨苄青霉素和氯霉素有抗性.     

机械化学法降解2,4,6-三氯苯酚

以金属氧化物为磨料,在常温常压,行星式球磨机转速500r/min条件下,通过机械化学法降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)。用气相色谱测定产物中剩余TCP含量,电位滴定法测定各反应阶段产物中游离氯离子含量,X射线衍射仪检测各金属氧化物磨料的晶粒尺寸和形状。结果表明磨料对TCP的摩尔配比越大,TCP降解率越高,当MgO与TCP摩尔配比为80:1时,TCP降解率达98.36%;6h后游离氯离子含量占投料TCP中总氯含量的76%,有>2/3的有机氯已转化为无机氯;不同磨料中,碱土金属氧化物对TCP降解效果较好。