一株硝基苯高效降解菌的筛选及其降解特性

自南京化工厂下水道底泥和废水处理系统曝气池活性污泥中驯化分离得到一株能快速降解硝基苯的菌株,初步鉴定其为不动杆菌属菌株。该菌株降解硝基苯的最适宜环境条件为温度25℃～35℃,pH7～8,振荡速率大于120r/m。在适宜环境条件下,该菌株能够在24h内全部降解初始浓度不超过400mg/L的硝基苯,该浓度范围内硝基苯的降解过程符合零级动力学特征;当硝基苯的初始浓度超过400mg/L时,降解菌的生长受到毒害作用,该浓度范围内硝基苯的降解在开始有一个明显的停滞期,降解过程不再符合零级或一级动力学特征。     

低温条件下硝基苯降解菌的分离及降解特性

低温条件下,从东北制药总厂的曝气池与氯霉素生产废水集水池污泥中分离、筛选得到6株以硝基苯为唯一碳源的降解菌,对6株菌进行降解能力研究得知,菌株cc-2为低温高效硝基苯降解菌。经形态特征和生理生化特征分析,初步鉴定属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.)。菌株cc-2降解性能研究结果表明:菌株最佳条件为生长温度15℃、培养基pH值为7、摇床转速为140 r/min。最佳降解条件下,当硝基苯初始浓度为200 mg/L时菌株48h降解率达66.84%。外加葡萄糖和乙酸钠促进了菌株cc-2对硝基苯的生物降解,降解率分别为80.44%和78.57%,该菌株的生长降解性能研究为低温环境中硝基苯的修复提供了技术支撑。     

硝基苯好氧降解的共基质及生物协同作用

通过研究多菌种多基质条件下硝基苯的降解以便寻找提高实际废水处理效率的途径,从不同菌源中筛选与驯化获得硝基苯的高效降解菌枯草芽孢杆菌、门多萨假单孢菌、肺炎克雷伯氏菌及人苍白杆菌.研究这些菌种好氧降解硝基苯过程中的生物协同作用及其基质效应,构建实际废水处理的生物降解体系．结果表明,枯草芽孢杆菌和人苍白杆菌之间存在协同降解作用．加入人苍白杆菌后可使质量浓度为232．0mg/L硝基苯被完全降解的时间从145h缩短为85h;由枯草芽孢杆菌、门多萨假单孢菌和肺炎克雷伯氏菌组成的混合降解实验发现,枯草芽孢杆菌和门多萨假单孢菌之间存在一定程度的相互抑制作用;当加入肺炎克雷伯氏菌后抑制作用消失,降解速度加快.复合菌的作用明显优于各菌单独作用或任何两种菌之间的配合效果.经氯霉素制药厂含硝基苯实际废水的检验,混合菌在降解硝基苯的同时也使COD成分得到有效去除．     

厌氧菌对硝基苯污染河道底泥的修复研究

在厌氧条件下,以长期受硝基苯（NB）污染的化工厂排污口底泥和河道底泥混合为菌源,分离纯化出4株能厌氧降解硝基苯的细菌。其中菌株N-O在低温（10℃）条件下可以快速去除20 mg·L^-1的硝基苯。在松花江（吉林市段）底泥中分别接种10 mL·L^-1、20 mL·L^-1、30 mL·L^-1、40 mL·L^-1（菌悬液/处理溶液）N-O菌进行NB降解研究,结果表明接种30 mL·L^-1时,N-O菌对底泥中NB的降解效果明显,72h内达到了NB的完全去除;但是该菌对降解副产物苯胺（AN）几乎没有去除效果,寻求在厌氧环境下同步降解NB、AN的优势菌,将非常迫切。     

两株细菌对邻氯硝基苯的协同降解

在纯培养和水体模拟培养条件下,分别研究了对氯苯和硝基苯具有高效降解性能的两株土著菌Acinetobacter calcoaceticus和Pseudomonasputida对邻氯硝基苯的协同降解效果.结果表明,纯培养条件下不同菌悬液对邻氯硝基苯的降解能力大小顺序为:混合菌群PseudomonasputidaAcinetobacter calcoaceticus,培养6d后,混合菌群对邻氯硝基苯的降解率可达到94.5%;混合菌群降解邻氯硝基苯的过程中伴随着NO2-和Cl-的释放,且NO2-的释放早于Cl-,Cl-的总净释放量大于NO2-;葡萄糖的加入能显著促进菌体细胞的生长,降低亚硝酸根离子的积累,但未能显著提高邻氯硝基苯的降解效果.在水体模拟培养条件下,水相中邻氯硝基苯的去除主要依靠混合菌群的降解作用;底泥、鹅卵石及其表面附着的生物能明显促进邻氯硝基苯的去除;在相同条件下培养8d后,基质为底泥时邻氯硝基苯的去除效率可达92.5%,大于基质为鹅卵石时的去除率(85.5%).研究结果可为环境中邻氯硝基苯的去除提供新的途径.     

HP-β-CD对不动杆菌降解高浓度硝基苯的影响

研究了在不动杆菌降解高浓度硝基苯的过程中添加羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)对细菌生长、硝基苯的去除及中间产物的转化的影响.利用乙酸酐直接将硝基苯的降解样品酰基化,通过GC-MS分析定性出降解中间产物2 氨基苯酚.在适宜降解菌生长的400mg·L-1硝基苯初始浓度下,加入250和500mg·L-1HP-β-CD对生物量和硝基苯的降解基本无影响;当硝基苯初始浓度约为850mg·L-1时,加入HP-β-CD(>2000mg·L-1)显著促进了细菌的生长、硝基苯的降解和2-氨基苯酚的生物转化,并且促进程度与加入量成正比.这种促进主要是因为HP-β-CD的空腔对硝基苯和2-氨基苯酚的包合产生了脱毒的效果.当HP-β-CD的加入浓度分别为0,2000,4000mg·L-1时,降解菌对850mg·L-1硝基苯的降解都遵循一级反应动力学,降解速率常数由0 0077h-1分别增加到0 0089和0 0161h-1,当HP-β-CD的加入浓度为8000mg·L-1时,降解菌对850mg·L-1硝基苯的降解遵循零级反应动力学,其降解速率常数为16 1162mg·L-1·h-1.     

好氧堆肥微生物降解土壤中硝基苯的影响因素研究

为进一步了解好氧堆肥降解土壤硝基苯的机理,从堆肥高温期筛选出能以硝基苯为唯一碳源和氮源的微生物,并研究了该菌系降解硝基苯的最佳条件。发现该微生物不能以葡萄糖作为共代谢底物,在p H值为5,当硝基苯初始浓度为25 mg/L时,生长情况最佳,且降解时间最短为84 h,对于100 mg/L的硝基苯最快96 h能完全降解。通过16s r DNA对该菌系进行鉴定表明,该微生物为粪产碱杆菌和戴尔福特菌,硝基苯降解途径为好氧条件下的JS765氧化途径。采用该微生物体系接种到硝基苯污染的土壤中,相比不接种处理组的硝基苯降解率提高了10%左右。     

环糊精对硝基化合物混合体系微生物降解影响

通过对硝基苯和对硝基苯酚混合体系微生物降解过程的研究,探讨了在降解过程中加入-环糊精及其衍生物羧甲基--环糊精(CMCD)对混合体系微生物降解的影响.研究表明,对硝基苯酚不能被单独降解;硝基苯能与对硝基苯酚产生共代谢作用,对硝基苯酚浓度影响混合体系的降解程度.加入环糊精能促进对硝基苯酚的降解率,影响程度与对硝基苯酚的浓度和环糊精的种类及量有关.     

微生物异化还原铁氧化物体系对硝基苯的降解作用

对地下环境中铁氧化物的生物异化还原作用及其降解硝基苯的特性和效果进行了实验研究.结果表明,铁还原菌对硝基苯具有一定的降解能力,100h后硝基苯降解率>68.5%.微生物异化还原铁氧化物过程对硝基苯具有较好的降解作用,当针铁矿浓度为0.3mg/L时,协同降解效果最好,硝基苯降解率为78.5%.微生物的生长与铁氧化物的还原及硝基苯的降解之间具有明显的相关性.     

硝基苯与苯胺类废水生物降解协同作用研究

从各种菌源中分离得到硝基苯和苯胺的高效降解菌,研究其对这2类化合物的降解规律,发现C.perfringens在厌氧条件下主要将硝基苯降解为苯胺,而Pseudomonas mendocina和Klebsiella pneumoniae在好氧条件下可将硝基苯分解为无害化物质,但降解速度较厌氧过程慢。好氧条件下,硝基苯对苯胺的降解有明显的抑制作用,而苯胺对硝基苯的抑制作用不明显,导致混合菌对混合基质的降解速度下降。不同微生物对含硝基苯和苯胺类化合物废水的降解机理表现出明显的差异,高效的微生物应该体现在既能分解初始污染物,又能分解次级产物,实现完全无害化的目标。      

活性炭固定耐冷菌对硝基苯的降解特性

研究了用颗粒活性炭固定耐冷菌(Pseudomonas putida)对硝基苯降解的强化作用.结果表明,细菌被活性炭固定后,对硝基苯的降解能力提高.降解浓度为200mg/L的硝基苯所用时间由固定前的34h左右缩短为29.5h.浓度为400mg/L的硝基苯,对细菌有强烈抑制作用,细菌无法生长,但固定化细菌可直接降解浓度为400mg/L的硝基苯,且降解浓度为600mg/L的硝基苯只需46h.固定化细菌可连续4次降解浓度为400mg/L以下的硝基苯,但随着次数增多,降解速率减慢.用SEM扫描200mg/L硝基苯降解末期的生物活性炭的结果表明,Pseudomonas putida菌是降解过程中唯一的细菌.     

环糊精对硝基苯微生物降解的影响

研究了硝基苯的生物降解过程,探讨了在降解过程中加入环糊精造成的影响.结果表明,环糊精可以提高降解菌对硝基苯的耐受浓度,缩短降解菌的停滞时间,促进降解菌的生长,加快硝基苯的降解.这种作用与环糊精和硝基苯的浓度有关,硝基苯浓度高于降解菌的耐受浓度时影响更为显著;环糊精浓度越高,影响越大.     

大豆磷脂对不动杆菌降解硝基苯的影响

研究了液相体系中不同用量的大豆磷脂对不动杆菌降解硝基苯的影响.大豆磷脂可以作为不动杆菌的唯一碳源,在一定程度上支持其生长.实验表明,在适宜不动杆菌生长的400 mg/L硝基苯质量浓度下,加入500 mg/L大豆磷脂对不动杆菌生物量和硝基苯的完全降解时间无影响,而加入250,1 000 mg/L大豆磷脂却延缓了细菌的生长和硝基苯的降解,这主要是由于它与硝基苯形成竞争代谢或是由于硝基苯在胶束中的分配降低了其生物可利用性;当硝基苯质量浓度约为600 mg/L时,加入大豆磷脂(高于临界胶束浓度)显著促进了细菌的生长和硝基苯的降解,并且促进效果与加入量成正比,这主要是因为胶束的分配作用对硝基苯产生了脱毒效果,另外大豆磷脂作为辅助碳源增加了生物量,也促进了对硝基苯的代谢分解.      

专性好氧菌降解苯胺废水的动力学研究

研究了苯胺在专性好氧菌Ｏｃｈｒｏｂａｃｔｒｕｍａｎｔｈｒｏｐｉ(人苍白杆菌)作用下的降解规律,讨论苯胺初始浓度及菌种接种量对苯胺降解速率的影响,当初始浓度低于８００ｍｇ／Ｌ时降解速率随浓度增加而加快,高于１０００ｍｇ／Ｌ时则表现出抑制作用;在可降解浓度范围内,该专性好氧菌能将苯胺完全降解而消除其污染;此外,通过对解降过程动力学实验数据的分析计算,得出苯胺的降解反应在不同浓度范围内分别表现为零级或一级关系      

金属离子及盐度对硝基苯厌氧生物降解过程的影响

以硝基苯废水处理反应器内的污泥为菌源,采用间歇反应的方法分别考察Fe3+,Ni2+,Zn2+,Al3+,Cr(Ⅵ)和Cu2+ 6种金属离子及盐度对硝基苯厌氧生物降解过程的影响.结果表明,适宜质量浓度的Fe3+,Ni2+,Zn2+,Al3+和Cr(Ⅵ)可促进硝基苯的降解. 当ρ(Fe3+)为5 mg/L,ρ(Ni2+),ρ(Zn2+)和ρ(Al3+)为1.0 mg/L及ρ〔Cr(Ⅵ)〕为0.50 mg/L时,硝基苯的降解速率提高5%～23%. 当ρ(Fe3+),ρ(Ni2+),ρ(Zn2+),ρ(Al3+),ρ〔Cr(Ⅵ)〕和ρ(Cu2+)分别大于50,10.0,5.0,5.0,5.0和0.25 mg/L时,金属离子开始对硝基苯降解菌产生抑制作用,毒性顺序为Cu2+>Cr(Ⅵ)>Al3+>Zn2+>Ni2+>Fe3+. 硝基苯降解菌生长的最佳盐度为0.25%～1.00%.      

季铵盐在海水中的降解性

以天然海水为实验介质,研究了季铵盐的生物降解、光降解和水解特性。结果表明,季铵盐的生物降解速率与水样含菌量相关,降解曲线呈阶梯三段式,中段细菌因受季铵盐杀灭/抑制作用含菌量降低,导致季铵盐的降解趋缓,192 h的降解率为8.93%。不同光源和温度对季铵盐的光降解速率和水解速率影响较大,kuv/kvis=188,k40℃/k20℃=4.58。季铵盐的降解主要由光降解贡献,20℃时自然光降解的k分别是生物降解和水解的1.96和4.5倍。季铵盐在海水中的生物降解、自然光降解和水解动力学均符合一级动力学模型,20℃时其速率常数k分别为0.00046、0.0009和0.0002,半衰期t1/2分别为62.8 d、32.1 d和126.0 d,降解半衰期较长,在海洋环境中的残留持久性需重视。     

耐低温苯酚降解菌的降解动力学研究

研究耐低温菌在15℃水温条件下对不同浓度苯酚的生物降解作用,采用反应动力学方程拟合其降解过程。结果表明：菌株在低温下可降解苯酚,当菌体质量浓度一定时,苯酚降解率及平均降解速率主要与苯酚初始浓度有关。当初始浓度〈350 mg/L时,在48 h内可完全降解,菌株降解过程中没有出现苯酚毒性抑制作用,遵循Monod方程;当初始浓度〉350 mg/L时,苯酚降解率及降解速率均有所下降,由于初始浓度高对菌体产生了抑制作用,降解过程以基质抑制型的Hal-dane方程为主。