以萘为共代谢的芘的好氧生物降解

为更好有效去除地下水中的常见污染物芘,以萘为降解基质,利用苍白杆菌降解芘,并对反应影响因素进行了研究,模拟了反应动力学。结果表明：浓度为100 mg·L-1、pH=7、25℃、萘的初始反应24 h后萘的去除率达到99.84%,芘的去除率达到37.5%。另外,菌株在萘初始浓度不同的条件下对萘的降解符合一级动力学,对芘的降解符合二级动力学。结果表明苍白杆菌在去除地下水中的萘和芘方面具有很大前景。     

耐受重金属的芘降解真菌的筛选及芘降解动力学研究

为了提高复合污染土壤修复的微生物资源的丰富度,为混合菌群修复污染土壤积累资料,利用多环芳烃-重金属双抗培养基在污染土壤中筛选得到一株对Cu和Cd有高耐受性的芘降解真菌,经分子生物学鉴定为米曲霉。探究了米曲霉对芘污染水体的降解效果及对重金属Cu和Cd的耐受程度,利用缺乏生长基质的毒性抑制动力学模型对芘单基质降解过程进行了拟合,以期为后续共代谢、固定化的研究及实际工程应用提供一定的理论支撑。结果表明:(1)米曲霉以芘为单基质代谢时,降解率为33%;(2)米曲霉对重金属Cu和Cd的耐受浓度分别为500 mg/L和50 mg/L,分别高出国家土壤重金属二级标准5倍和83倍;(3)米曲霉对单基质芘的降解符合Crridle提出的毒性抑制动力学简化模型Sc=Sc0·Tcb*X0(1-e-bt) (R2=0.9237)。芘初始浓度Sc0=80 mg/L,米曲霉投加量X0=85 mg/L时,数值拟合得到内源呼吸常数b=0.027,生物转化量Tcb*=0.2875。该米曲霉对单基质芘及重金属Cu和Cd表现出一定的降解性能及耐受性能,故可经过适当强化后作为多环芳烃-重金属污染土壤的微生物修复菌种。     

表面活性剂对Bacillus pumilus strain Bap9降解苯并[a]芘的影响

研究了非离子型表面活性剂Triton X-100（TX-100）和Tween80（TW-80）对苯并[a]芘的增溶特性及对苯并[a]芘高效降解菌Bacillus pumilus strain Bap9生长的影响,结果表明,2种表面活性剂对苯并[a]芘均有良好的增溶效果,均能作为碳源和能源被菌株Bap9所利用,TX-100增溶能力和增殖能力相对更强;不同浓度的TX-100对菌株降解苯并[a]芘的影响不同,当浓度为1 000 mg/L时,对降解的促进作用最强,可将苯并[a]芘降解率提高20.8%;在苯并[a]芘降解过程中,TX-100亦能作为碳源被菌株Bap9利用,不产生二次污染,因此可用于苯并[a]芘污染环境的生物修复。     

表面活性剂对Bacillus pumilus strain Bap9 降解苯并[a]芘的影响

研究了非离子型表面活性剂Triton X-100(TX-100)和Tween80(TW-80)对苯并[a]芘的增溶特性及对苯并[a]芘高效降解菌Bacillus pumilus strain Bap9生长的影响,结果表明,2种表面活性剂对苯并[a]芘均有良好的增溶效果,均能作为碳源和能源被菌株Bap9所利用,TX-100增溶能力和增殖能力相对更强;不同浓度的TX-100对菌株降解苯并[a]芘的影响不同,当浓度为1 000 mg/L时,对降解的促进作用最强,可将苯并[a]芘降解率提高20.8%;在苯并[a]芘降解过程中,TX-100亦能作为碳源被菌株Bap9利用,不产生二次污染,因此可用于苯并[a]芘污染环境的生物修复。     

一株苯酚降解菌的筛选及降解动力学特性

利用富集驯化的培养方法,从首钢焦化厂废水处理系统中的二沉池出水中,分离筛选出一株能够高效降解苯酚的菌株B3对其16S rDNA序列进行分析,并选择Monod方程和Andrews方程分别研究该菌在不同苯酚浓度条件下的降酚动力学模式。结果表明,B3为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus);苯酚浓度较低时,苯酚对菌株的生长基本不产生抑制作用,用Monod模型对B3降酚动力学过程进行拟合,其动力学参数V max=0.03 h-1,K s=25.53 mg/L;苯酚浓度较高时,按照Andrews模型对B3降酚动力学过程进行非线性最小二乘曲线拟合,其动力学参数V max=0.08 h-1,K s=147.52 mg/L,K i=384.96 mg/L。根据动力学方程,推论菌株B3降解对于浓度238.30 mg/L的苯酚具有最佳降解效果。     

一株芘降解菌B2的降解条件优化及降解基因

芳香烃降解菌是石油污染土壤修复的主要生物资源。采用芘平板升华法对克拉玛依原油污染土壤样品进行驯化培养,分离得到一株芘降解菌B2,经16S rDNA基因序列比对及系统发育进化分析表明,该菌株为假单胞菌属(Pseudo-monas)。采用正交设计方法优化菌株B2对高分子量多环芳烃芘的降解条件,并构建多元非线性模型预测菌株B2对芘的最佳降解条件,结果表明:在接种量OD660 nm为0.60、降解温度为40℃、降解时间为6.0 d时,预测菌株B2对芘的降解最大达到38.214 mg/L,实际测得最大降解量为37.906 mg/L,预测准确率为99.19%。运用PCR技术克隆B2的邻苯二酚-2,3-双加氧酶基因(B2C23O)(I.2.A亚家族),核酸序列分析表明,该基因全长880 bp,具有一个完整的开放阅读框,编码246个氨基酸,与已报道的Pseudomonas putida W619同源性最高为97%;对B2C23O基因编码氨基酸序列进行分析,发现其具有邻位断裂双加氧酶模式结构,推测菌株B2通过邻位裂解途径降解芘代谢中间产物邻苯二酚。     

一株芘的高效降解菌的选育及其降解性能研究

旨在为多环芳烃污染环境的生物修复提供微生物资源和科学依据,从某焦化厂曝气池的活性污泥中分离纯化出一株降解芘的优势菌株B-1,该菌株可在以芘为惟一碳源的培养基中生长繁殖,能利用芘的最高浓度为130 mg/L左右.经形态学观察、生理生化实验及l6S rDNA序列分析,初步判断菌株B-1为芽胞杆菌属.投菌量、芘初始浓度、pH...     

共代谢基质对芽孢杆菌Y-4降解异喹啉的影响

以吡啶,葡萄糖和邻苯二甲酸作为共代谢基质,研究了它们对芽孢杆菌Y_4降解异喹啉的影响。实验结果表明各降解过程均遵循二级反应动力学方程：-dS／dt=K2S2＋K1S＋K0。吡啶的加入会抑制异喹啉的降解,并且吡啶的浓度越高,抑制作用越明显。反应体系中葡萄糖的浓度为100-800mg／L时,葡萄糖的加入会促进异喹啉的降解,且葡萄糖浓度越大,异喹啉降解速率P越大,当葡萄糖的浓度为800mg／L时,其降解率速率P可由未加葡萄糖的0．1924h。上升为0．2255h-1。适宜浓度的邻苯二甲酸会对异喹啉的降解产生促进作用,邻苯二甲酸的浓度为50mg／L时,异喹啉的降解速率可由原来的0．1924h-1增加到0．2145h-1,邻苯二甲酸浓度过高反而会抑制异喹啉的降解。     

芘高效降解菌ZQ_5的培养条件及无机元素对其降解效率的影响

以从我国最大的石油污水灌区之一——沈抚灌区污染土壤分离到的以芘为惟一碳源、能源生长的高效降解菌株ZQ5为实验材料,通过对菌株ZQ5培养条件的优化,以及采用摇瓶振荡培养方法测定菌株ZQ5对不同浓度芘的降解率,表明：菌株ZQ5在30℃振荡培养16 d后对150 mg/L芘的降解率为90.31%。通过模拟稻田施用N、P和K肥等的土壤环境,探索了无机营养元素对降解菌ZQ5降解能力的影响,发现土壤中混合加入N、P和K无机营养元素的降解率能达到82%以上,比单加某种营养元素对降解菌ZQ5的降解效果好。本研究结果可以指导稻田PAHs的原位生物修复。     

共代谢基质对苯酚降解菌XTT-3降酚作用的影响

采用驯化的方法从活性污泥中分离到一株苯酚降解菌XTT-3,经16SrDNA鉴定为Sphingobiumsp.。对该菌株进行碳饥饿处理,发现其降解苯酚的能力受到抑制。以只含苯酚的M9培养基为参照,添加0.2g/L酵母膏作为共代谢基质,对XTT-3菌株降解苯酚有较明显的促进作用,36h后苯酚降解率为68%。在含0.2g/L酵母膏的M9培养基中,同时添加20mg/L邻苯二酚,XTT-3降解苯酚作用显著增加,24h后苯酚降解率达75%,苯酚降解速度达0.261mg/min。     

纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)降解萘的特性及动力学

在前期研究中发现,纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis,BFN)可以用于降解水溶液的萘,为了解其降解过程,发现BFN菌生长量随着溶液中的萘的含量增加而提高。其中,萘的含量分别是30、50、100和200 mg/L时,BFN的生物量OD600值分别为0.057、0.081、0.126和0.193;降解培养基溶液COD的去除率分别为59.4%、65.3%、69.2%和70.6%,说明BFN菌在生长的过程中利用萘作为碳源。同时,动力学拟合发现,对不同含量萘的降解过程都符合一级降解动力学方程,且BFN菌的生长过程满足逻辑斯蒂方程。扫描电镜图表明,BFN菌在萘的存在下生长得更好。紫外光谱显示波长为276 nm的萘的吸收峰在降解后下降很多。红外光谱数据则表明,降解液中有2组新的吸收峰出现:一组出现在2 878、2 930和2 968 cm-1处,说明在萘的降解过程中有新的羧酸类生成;另一组出现在3 438、3 667和3 731 cm-1处有新的酚类物质生成。     

N2H4抑制好氧氨氧化及亚硝酸盐氧化动力学类型

采用间歇实验研究联氨(N2H4)对好氧氨氧化和亚硝酸盐氧化的抑制类型。结果表明,N2H4对好氧氨氧化及对亚硝酸盐氧化抑制类型分别为竞争性和非竞争性抑制。N2H4对亚硝酸盐氧化的抑制大于其对好氧氨氧化的抑制。在较低氨氮(NH+4-N)浓度时,N2H4对于好氧氨氧化的抑制作用随N2H4浓度增加而增强;但在较高NH+4-N浓度时,NH+4-N基质能抵消N2H4对氨氧化的部分抑制作用。N2H4对于亚硝酸盐氧化的抑制作用随N2H4浓度增加而不断增强。     

一株DBP高效降解菌的分离、鉴定与降解性能

从镇江某垃圾站污染土壤中分离出1株能够以邻苯二甲酸二丁酯为唯一碳源和能源生长的细菌高效降解菌TM。经形态观察、生化鉴定、16S rRNA序列及系统发育分析,鉴定该菌株为变形假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)。采用正交实验和单因素对照实验对这株菌株的降解条件进行优化,确定其最适生长条件为:温度30℃,pH=7.0。在最适降解条件下,其在72 h内对400 mg/L DBP降解率达到88.56%,为邻苯二甲酸二丁酯的高效降解菌。底物广谱性实验表明,该菌株邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、邻苯二甲酸(2-乙基已基)酯(DEHP)都具有良好的降解能力,表明其具备良好的底物广谱性,说明该菌株在处理邻苯二甲酸酯类化合物的污染治理中有独特的应用潜力。     

基于间接竞争抑制ELISA的2,2',4,4'-四溴联苯醚检测方法

针对现有的检测多溴联苯醚（PBDEs）方法中存在的样品处理繁复、样品检测耗时以及费用昂贵等不足,开展了针对此类物质中代表性化合物2,2',4,4'-四溴联苯醚（BDE-47）的间接竞争抑制酶联免疫吸附法（ELISA）的检测分析研究,并与气相色谱-质谱检测法、酶联免疫吸附分析试剂盒检测法进行对比分析。研究表明：间接竞争抑制ELISA法测定BDE-47的IC50值为0.11 mg·L-1,定量限为0.04 mg·L-1,检出范围为0.01~0.50 mg·L-1。该方法在满足复杂基质中微量目标物检测灵敏度及重现性要求下,具有检测更快捷、更经济实用的特点,宜适用于大批量此类环境样品的初期筛查。     

染料结晶紫降解菌分离及其特性研究

从印染废水中筛选分离得到结晶紫（CV）降解菌株H，并对其脱色条件和机理进行了研究。结果表明，在外加生长基质条件下，菌株H不仅对CV降解脱色而且能降解中间产物。在pH7．0、35℃、摇床转速180r／min条件下，菌株H有最佳的脱色效果。对于20mg／L CV溶液，生长细胞降解0．5h，脱色率可达95％。休眠细胞对CV的降解规律也进行了对比探讨。菌株H对CV脱色过程遵循一级动力学方程，脱色速率常数k随CV浓度升高而降低，生长细胞的k值约为休眠细胞的6～7倍。     

染料结晶紫降解菌分离及其特性研究

从印染废水中筛选分离得到结晶紫(CV)降解菌株H,并对其脱色条件和机理进行了研究.结果表明,在外加生长基质条件下,菌株H不仅对CV降解脱色而且能降解中间产物.在pH 7.0、35℃、摇床转速180 r/min条件下,菌株H有最佳的脱色效果.对于20 mg/L CV溶液,生长细胞降解0.5 h,脱色率可达95%.休眠细胞对CV的降解规律也进行了对比探讨.菌株H对CV脱色过程遵循一级动力学方程,脱色速率常数k随CV浓度升高而降低,生长细胞的k值约为休眠细胞的6～7倍.     

Rhodobacter sp. NP25b菌株缺氧降解壬基酚聚氧乙烯醚的研究

从城市污水处理厂活性污泥中分离得到一株能够在缺氧条件下以壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs)为惟一碳源和能源生长的菌株NP25b.经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列分析,该菌株属于红细菌属(Rhodobacter sp.),对该菌株降解NPEOs的特性进行了研究.结果表明,在缺氧条件下,菌株NP25b在7 d内对初始底物浓度为400 mg/L NPEOs的降解率可达84%.利用液相色谱-质谱(LC-MS)和气相色谱-质谱(GC-MS)对NPEOs降解中间产物进行了分析,结果表明,主要降解产物为短链NPEOs和壬基酚聚氧乙烯醚乙酸(NPECs),其中包括具有较强内分泌干扰效应的NP1EO.该菌株能够代谢含有疏水基团的聚氧乙烯醚类表面活性剂,例如辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚.推测菌株NP25b降解NPEOs是通过乙氧基(EO)链末端氧化后逐步切割完成的.     

过渡金属离子活化过硫酸盐去除土壤中的芘

比较研究了Fe2+、Co2+和Ag+活化Na2S2O8及KHSO5对土壤中芘的氧化降解效果,并对上述反应过程进行动力学研究及芘降解产物成分分析。在土水质量比为1：5,氧化剂和过渡金属离子添加摩尔比为10：1,30℃恒温水浴磁力搅拌及反应时间5~120 min条件下开展了系列实验。结果表明,3种离子中Fe2+活化Na2S2O8氧化降解芘的去除效果最优,反应120 min后芘去除率为93.4%;Co2+是活化KHSO5的最佳过渡金属离子,反应5 min后芘去除率达94.5%,在反应120 min后芘去除率增高至97.0%。此外,降解动力学拟合结果表明Fe2+、Co2+和Ag+活化Na2S2O8和KHSO5降解芘的过程符合准一级反应动力学,且土壤中绝大部分芘可被活化过硫酸盐体系氧化降解。     

芘和苯并[a]芘复合污染土壤中的环糊精-微生物连续修复

人为制作芘（Pyr）和苯并[a]芘（BaP）浓度分别为200 mg·kg-1、100 mg·kg-1的污染土样,通过羟丙基-β-环糊精（HPCD）和芘的降解菌,研究土壤中Pyr和BaP的修复效果及对微生物群落结构的变化。通过添加10%（w/w）HPCD和5%（v/w）降解菌修复人为污染的土壤,研究发现添加HPCD和降解菌对两种多环芳烃的降解均有促进作用,且同时添加的效果依次强于单独添加HPCD、单独添加降解菌。培养14周后,和对照相比,所有处理的土样中3种酶（脱氢酶、多酚氧化酶以及荧光素二乙酸酯酶）活性均增强,且HPCD+降解菌处理效果使酶活性增强最为显著,与样品的降解效果趋势相似。通过对土壤中2种多环芳烃进行Tenax TA 6 h提取来表征生物有效性,得出土壤中Pyr的生物有效性依次为HPCD处理（M）>> 对照处理（CK）>（HPCD+降解菌）处理（MB）>> 降解菌处理（CKB）;即HPCD可以显著增强土壤中Pyr的生物有效性,MB和CKB对土壤中Pyr的生物有效性具有减弱作用,且CKB处理的减弱效果最明显;BaP的生物有效性依次为HPCD处理（M）>>（HPCD+降解菌）处理（MB）> 对照处理（CK）>> 降解菌处理（CKB）;即不仅HPCD对土壤中BaP的生物有效性增强作用,MB对BaP的生物有效性也具有增强作用,而且CKB对土壤中BaP的生物有效性同样具有减弱作用。高通量测序表明,培养10周后,M、MB、CK和CKB 4种样品的土壤细菌组成相似。外接种菌液会提高土壤中的细菌多样性,环糊精的添加会降低土样的细菌多样性,两者都会改变土壤的细菌群落结构。     

降解菌ZQ5与紫茉莉对芘污染土壤的联合修复

在温室盆栽条件下,通过单独种植紫茉莉、单独接种多环芳烃(PAHs)模式化合物芘的专性降解菌ZQ5和两者的联合修复的3种处理,对芘污染土壤的修复效果进行了研究。结果表明,经90 d修复后,植物-微生物联合修复可将人工污染土壤中的芘降解81.1%,将石油污染土壤中的芘降解50.3%,其修复效率明显高于其他2种处理,是紫茉莉修复的1.98倍,是降解菌ZQ5修复的1.39倍。ZQ5的不同接菌量对于修复60 d后的降解率影响不大。外源生物修复条件下,10～20 cm土壤的修复效率要高于5 cm土壤;自然降解条件下,5 cm土层降解率略高于其他土层。