波茨坦短芽孢杆菌降解间甲酚和4-氯酚的特性

为了高效处理工业含酚废水,研究了波茨坦短芽孢杆菌降解双底物体系过程中间甲酚和4-氯酚的相互作用及苯酚对间甲酚和4-氯酚降解的影响。结果表明,在间甲酚-4-氯酚体系中,4-氯酚会抑制间甲酚的降解,4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,160 mg/L的间甲酚降解时间延长了8 h;同时间甲酚也抑制4-氯酚的降解,间甲酚初始质量浓度为40 mg/L时,160 mg/L的4-氯酚降解时间延长了4 h。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述间甲酚-4-氯酚双底物降解体系中细胞生长的过程,动力学参数I_(1,2)=1.77,I_(2,1)=2.47,决定系数R~2=0.96。拟合参数表明,4-氯酚对间甲酚降解的抑制要强于间甲酚对4-氯酚降解的抑制。酶活测定表明,底物抑制作用增强时苯酚羟化酶和邻苯二酚1,2-双加氧酶的活性降低。添加低质量浓度的苯酚会对间甲酚和4-氯酚的降解产生促进作用,最佳促进质量浓度为200mg/L;添加300 mg/L以上的苯酚会对间甲酚和4-氯酚的降解产生抑制作用,抑制作用随苯酚质量浓度升高而增强。     

五氯苯酚的降解研究进展

综述了近年来我国在五氯苯酚(PCP)降解研究中取得的进展,并对五氯苯酚的化学与生物降解法进行了评述.在化学降解法中着重讨论了光催化降解和辐射降解,对比了常用光催化技术(UV,UV/H2O2,UV/H2O2/Fe(Ⅱ/Ⅲ),UV/TiO2)和辐射技术对PCP的降解效率及其影响因素,分析了其降解产物和降解机理.化学降解主要为自由基氧化降解,五氯苯酚在HO·、·O2-等自由基作用下,逐步脱氯生成多酚或醌,然后开环矿化.在微生物降解法中,综述了降解PCP微生物的筛选,论述了PCP在好氧和厌氧条件下的降解过程.五氯苯酚的生物降解路径为:好氧条件下,五氯苯酚在氢氧化酶作用下,被氧化生成氯代醌,并逐步脱去所有的氯原子,生成苯酚后开环;在厌氧和缺氧条件下,五氯苯酚还原脱氯,在得到电子的同时,脱掉一个氯取代基,最终矿化为CH4和CO2.PCP的降解研究对讨论其在环境中的迁移、转化以及含酚废水的处理具有重要意义.     

一株2-氯苯酚降解菌的紫外诱变研究

为获得高效降解2-氯苯酚的菌株,以红假单胞菌1D为出发菌株进行紫外诱变处理,确定了紫外诱变时间,考察了诱变前后荫株对2-氯苯酚的耐受性与降解能力的变化.紫外诱变时间与致死率效应试验确定该菌株的最佳诱变时间为50 s.不同质量浓度2-氯苯酚对出发菌株和诱变菌株脱氢酶活性的影响试验结果表明,出发菌株与诱变菌株脱氢酶活性随2-氯苯酚浓度增加都逐渐降低,而诱变菌株脱氧酶活性下降程度明显小于出发菌株.在此基础上运用化学品对水生生物急性毒性试验的标准方法研究了 2-氯苯酚对出发菌株和诱变菌株生长的安全质量浓度、半致死质量浓度(IC50).结果表明,2-氯苯酚对诱变菌株的安全质量浓度和半致死质量浓度较出发菌株分别提高700%和60.4%.此外,经紫外诱变后菌株对2-氯苯酚的降解率可达到67.1%,较诱变前提高了98%.因此,经过紫外诱变处理后的菌株对2-氯苯酚的耐受性及降解能力均得到明显改善.     

紫外光锰矿协同催化臭氧化水中4-氯苯酚

以水中4-氯苯酚为试验对象,研究了紫外光、天然锰矿催化臭氧化的协同作用.结果表明,与单独臭氧化相比,单一光催化臭氧化和单一锰矿催化臭氧化的TOC去除率分别提高5.6%和26.5%;而紫外光锰矿协同催化臭氧化的TOC去除率则增加了47%,高于前两者的加和,其TOC去除率可达85%.紫外光锰矿的协同提高了催化臭氧的能力.     

碳纳米管对2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚的吸附特性研究

研究多壁碳纳米管对水中2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚的吸附规律.测定不同温度下两物质的吸附等温线,研究吸附的热力学特性和吸附机理.结果表明,碳纳米管对2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚具有良好的吸附效果,饱和吸附量分别达到24.54 mg/g和30.53mg/g.用Freundlich等温方程拟合碳纳米管对两种化合物的吸附,其线性相关系数均大于0.95;用Clapeyron-Clausius方程拟合吸附过程,两种物质的线性相关系数都达0.99.293～353 K时,碳纳米管对2-硝基苯酚吸附的△H、△G、△S分别为-7.74～-7.05 kJ·mol-1、-6.14～-4.80 kJ·mol-1、-8.33～-3.00 J·mol-1·K-1;对2.4-二氯苯酚吸附的△H、△G、△S分别为-24.75～-17.78 kJ·mol-1、-6.79～-6.22kJ·mol-1、-61.29～-32.75 J·mol-1·K-1.由于对酚分子π-π共轭作用的强弱不同.碳纳米管对2,4-二氯苯酚的吸附能力大于2-硝基苯酚.本文得到的碳纳米管吸附规律,为研究碳纳米管吸附含苯环类物质提供了参考.     

阴极扩展电催化还原法对五氯苯酚的脱氯特性

以负载Pd催化剂的活性碳纤维作为扩展阴极,对吸附在活性碳纤维上的五氯苯酚进行了电催化还原脱氯研究.考察了电解质浓度、催化剂含量、电流密度等主要因素对还原脱氯效率的影响.结果表明,电解质浓度0.25 mol·L-1,温度40℃,电流密度25 mA·cm-2,催化剂Pd的含量5%,反应4 h,五氯苯酚的降解率可达到94.3%.通过中间产物的分析对电催化还原脱氯反应机理进行了初步探讨.     

耐高浓度苯酚菌株的筛选及其降解特性研究

通过液体富集培养,平板培养分离法从焦化废水的污泥中分离出1株可耐受2 000 mg/L苯酚的菌株,经16S rDNA序列分析,鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri).该菌能以苯酚为唯一碳源和能源生长.通过摇瓶试验和高效液相色谱( HPLC)分析法可知,在pH=7.5,温度为30℃的条件下,苯酚质量浓度在50～400 mg/L时,该菌细胞生长和对苯酚的降解转换快速同步进行.当苯酚质量浓度在800～900 mg/L,菌细胞依次出现快速生长、延缓生长、次快速生长3个生长时期,在前两时期内苯酚降解率低于5％,在次快速生长期内苯酚降解率从低于5％快速增加到100％.气相色谱-质谱联用仪(Gc-MS)测定结果表明,该菌可将苯酚转化成4-羟基-2-氧代戊酸、邻苯二酚、对苯二酚、3,4-二羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸等中间产物.     

一株蜡状芽孢杆菌降解毒死蜱的影响因素研究

为了明确一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus HY-2)对毒死蜱的降解特性,在基础培养基中定量添加毒死蜱和降解菌进行混合摇培,每12 h取样检测毒死蜱残留量和菌株生长量,研究了接种量、毒死蜱初始质量浓度和含盐量等因素对菌株降解毒死蜱的影响。结果表明,接种量为8%(体积分数,接种体密度为OD600=3.0)时对80mg/L毒死蜱的降解率最高,为53%。随毒死蜱初始质量浓度增加,菌株的生长受到不同程度的抑制,然而随着毒死蜱的降解,菌体的生长量迅速增加,培养液的p H值随降解菌的增殖而逐渐上升。毒死蜱初始质量浓度为40~150 mg/L时,随降解时间延长,毒死蜱的残留质量浓度逐渐下降;而毒死蜱初始质量浓度为200 mg/L时,毒死蜱质量浓度在降解过程中出现了先上升后下降、然后逐渐下降的现象。降解菌对Na Cl有较高的耐受度,当Na Cl质量浓度为20~70 g/L时,降解菌在60 h时对80 mg/L毒死蜱的降解率为27%~53%。     

空化水射流-双氧水联合降解苯酚反应动力学

空化水射流-双氧水协同降解酚类污染物在废水处理领域有很广泛的应用前景,但动力学方面的研究较少.为此,研究了空化水射流-双氧水联合降解苯酚的反应动力学.结果表明:当苯酚初始质量浓度为100 mg/L、溶液pH值为3.0、双氧水质量浓度为300 mg/L时,苯酚在空化水射流、双氧水和空化水射流-双氧水3种方法处理下,去除率分别为17％、21％、99.8％,且3种反应均符合表观一级反应动力学,表观反应速率常数分别为2.05×10-5 s-1、2.48×10-5 s-1、174.1×10-5 s-1,空化水射流与双氧水的协同效应使表观速率常数提高了38.4倍,表明空化水射流和双氧水联合处理工艺具有良好的协同效应;建立并求解了空化水射流-双氧水协同降解苯酚的动力学模型,得出了苯酚降解的反应动力学方程,经验证相关系数在0.98以上.     

Fenton和UV-Fenton催化降解苯酚废水研究

研究Fenton和UV-Fenton两种工艺对苯酚的降解效率。分批研究优化p H值、温度、H2O2浓度和Fe2+浓度。在最优条件下,比较了两种工艺降解苯酚的效果。结果表明,UV-Fenton工艺比传统的Fenton工艺增加了降解和矿化效率,最大的矿化效率分别是98%和40%。在Fenton工艺中,苯酚的最终产物是羧酸如醋酸和草酸,而在UV-Fenton工艺中,这些离子在苯酚降解的早期阶段形成,在120 min的反应时间内几乎完全氧化。在UV-Fenton工艺中Fe2+浓度为0.4 mmol/L,而Fenton工艺中Fe2+浓度为0.8 mmol/L。     

紫外光-超声波耦合降解邻硝基苯酚水溶液的研究

考察了初始浓度、紫外光(UV)功率、超声波(US)频率和功率、催化剂TiO2加入量、溶液的pH值、H2O2的加入量等各种因素,对紫外光-超声波耦合降解邻硝基苯酚(ONP)水溶液效果的影响.实验结果表明,ONP的紫外光-超声波降解符合表观一级动力学.随着初始浓度的增加.ONP的降解速率和去除率均减小.紫外光-超声波耦合降解效果明显好于紫外光、超声波分别单独降解的效果,两者存在着协同效应,反应速率常数分别为:KUV/US=0.005 2 min-1、KUV=0.002 9 min-1、KUS=0.002 2 min-1.提高紫外光功率、超声波的频率和功率可促进ONP的降解.当紫外光功率为150 W,超声波频率为165 kHz、功率为100 W时.ONP的降解效果达到最佳,240 min的去除率达到72.41%.催化剂TiO2的加入促进ONP降解.本实验中优化投加量为0.15g/L,ONP的去除率达到90.43%.在催化剂存在的情况下,溶液pH值的降低可提高降解速率;H2O2的投加则显著提高了ONP的去除率.     

丝孢酵母TX1及其固定化降解苯酚特性研究

为研究固定化技术在含酚废水治理中的应用,以聚乙烯醇(PVA)为载体将高效降酚菌株丝孢酵母TX1包埋处理得到胶珠颗粒,在分批培养反应器内分别研究游离体系和固定化体系中溶液p H值、培养温度和苯酚初始质量浓度对TX1降解苯酚效果的影响。结果表明,在游离细胞体系TX1对苯酚降解最佳培养条件为温度30℃,p H=7. 0;而固定化体系中的TX1对苯酚降解的最佳条件为温度30℃,p H=6. 5。在偏酸性条件下,游离细胞体系中TX1对苯酚降解效果比固定化体系差,在25～40℃时后者对苯酚的降解能保持50%以上,表明固定化技术有利于提高微生物的耐受温度。两个体系在降解苯酚过程中均受到底物抑制:在低质量浓度时(≤1 000 mg/L),游离细胞降解速率高于固定化细胞,但当苯酚质量浓度高达3 000 mg/L时,固定化体系中TX1对苯酚比降解速率为0. 088 h-1,远高于前者,表明固定化技术有利于实际高浓度废水的处理。此外,利用高效液相色谱和气相色谱-质谱检测苯酚降解中间产物,只在固定化体系中检测到中间产物为邻苯二酚和顺,顺-黏糠酸。该结果表明,降解过程中固定化体系发生的扩散阻力延迟了体系的降解反应,有利于发现中间体,使固定化技术有望成为新的检测中间体的方法。     

芽孢杆菌ZG0427表面活性剂性质及对石油降解菌的作用

为研究生物表面活性剂对石油降解菌的作用效果,采用酸沉法从芽孢杆菌(Bacillus sp.)ZG0427培养液中提取了生物表面活性剂,用薄层层析方法对其类型进行鉴定,并测定了带电性质及乳化性能。分别将芽孢杆菌ZG0427菌体和表面活性提取物加入石油降解假单胞菌(Pseudomonas sp.)YM15及红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)KB1培养物中,研究其对石油降解菌生长及石油降解效果的影响。结果表明,芽孢杆菌ZG0427所产表面活性剂为脂肽类阴离子表面活性剂。当表面活性剂水溶液质量浓度为100 mg/L时,其乳化指数可达到58.0%。当ZG0427与YM15混合培养时石油降解率从32.70%提高到39.33%;与KB1混合培养时,石油的降解率从19.98%提高到34.33%。当在石油降解菌中添加不同质量浓度表面活性剂提取物后,不仅促进了假单胞菌YM15的生长,还能明显增加其石油降解效率(p0.05),在培养基中添加20 mg/L表面活性剂提取物,培养第5 d时,YM15菌落数达到2.5×1012CFU/m L,对石油的降解率为40.07%。生物表面活性剂产生菌ZG0427与石油降解菌KB1及YM15构成的复合菌剂对石油有良好的降解效果,但高剂量表面活性剂对KB1生长产生了不同程度的抑制作用,导致石油降解率降低。     

镉胁迫对节杆菌(Arthrobacter sp.)和芽孢杆菌(Bacillus sp.)生理生化特性的影响

将节杆菌和芽孢杆菌分别暴露于不同质量比的镉溶液中,进行不同暴露时间的急性毒性试验.结果表明,20 mg/kg的Cd(Ⅱ)处理会使节杆菌中还原型谷胱甘肽(GSH)质量浓度显著降低,细胞膜脂质过氧化产物——硫代巴比妥酸活性物质(TBARS)浓度显著升高;0.2mg/kg的Cd(Ⅱ)处理会使芽孢杆菌中GSH质量浓度、过氧化氢酶(CAT)活性显著降低.节杆菌的可溶性蛋白、可溶性糖质量浓度随暴露时间延长而减少,GSH质量浓度、CAT和超氧化物歧化酶(SOD)活性随暴露时间延长而增加,TBARS浓度呈先减后增的变化趋势;芽孢杆菌的可溶性蛋白质量浓度、CAT活性和TBARS浓度呈先增后减的变化趋势,可溶性糖、GSH质量浓度和SOD活性呈先减后增的变化趋势.镉处理对节杆菌和芽孢杆菌具有一定的胁迫作用,两种菌通过启动不同的抗性系统来抵抗外界胁迫.     

降解苯酚优势菌的筛选分离和培养条件研究

从膨润土中筛选出可在含2 g/L苯酚的PDA培养基上生长的菌种,经过逐级驯化,得到1株可以在1 g/L苯酚的无机盐固体培养基上生长并降解苯酚的优势菌种HJ01,其对苯酚600 g/L降解率可达94%.该菌生长的适宜碳源和氮源分别为蔗糖和NH4Cl,温度为25 ℃,pH值范围为6-7.     

铅胁迫对节杆菌(Arthrobacter sp.)和芽孢杆菌(Bacillus sp.)生理生化特性的影响

将节杆菌和芽孢杆菌分别暴露于不同浓度的铅溶液中,并进行不同暴露时间的急性毒性试验。结果表明,500 mg/kg的Pb(II)处理会使节杆菌中的细胞膜脂质过氧化产物——硫代巴比妥酸活性物质(TBARS)浓度显著降低(p0.05),而Pb(II)质量比变化对其他指标无显著影响(p0.05);铅处理会使芽孢杆菌中可溶性蛋白质量浓度、GSH质量浓度和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高,而过氧化氢酶(CAT)活性显著降低(p0.05)。节杆菌的可溶性糖质量浓度、GSH质量浓度、SOD活性和TBARS浓度随暴露时间延长而显著增加;芽孢杆菌的可溶性糖质量浓度、GSH质量浓度和SOD活性随暴露时间延长而显著增加,TBARS浓度随暴露时间延长呈先增后减的变化趋势,CAT活性也表现出先增后降的变化趋势。铅处理对节杆菌和芽孢杆菌具有一定的胁迫作用,两种菌通过启动不同的抗性系统来抵抗外界胁迫。     

苯酚强降解菌的筛选及温度对降解的影响

以江油市某以石油为原料生产甲醇的甲醇厂污水处理站污泥和分析纯苯酚为原料,通过富集培养,涂布平板法(Spread plate method)和平板划线法(Streak plate method)进行菌株分离,并采用不断加大苯酚质量浓度的方法对PD2菌株置于34 ℃、150 r/min的摇床上进行振荡驯化培养,得到以苯酚为唯一碳源,能降解高酚浓度的优势降酚菌.PD2菌株经过6代驯化后的试验表明: 该菌58 h对质量浓度为1 100 mg/L苯酚的降解率达98.6%,58 h对质量浓度为1 400 mg/L苯酚的降解率达94.3%,60 h对质量浓度为2 200 mg/L苯酚的降解率达83.6%.说明一定范围内提高苯酚的质量浓度可以提高PD2菌株降解苯酚的酶的活性.在不同温度下观察菌株的生长及对苯酚的降解情况,结果表明,该菌最佳降解苯酚温度为34 ℃.     

基于TDE处理方法的苯酚降解模式

对TDE (ThreeDimensionalElectrode ,三维电极 )反应器机理进行分析 ,污染物在系统中的降解遵循一级模式 ;反应进程受到传质系数km 的控制。由于半导体电极以及电化学催化作用 ,在体系中能够产生·OH以及Cl2 ,强氧化剂均能氧化苯酚。苯酚的可能降解途径有两个 ,·OH氧化起主导作用 ,苯酚的最终氧化产物为CO2 和H2 O。     

电化学法降解苯酚废水的实验研究

应用自制电化学反应器对废水中苯酚的电催化氧化处理进行了研究,实验了电解槽结构、电流密度、电解时间、电极间距离、废水pH值、废水电导率等对苯酚电解去除效果的影响,确定了最佳的处理条件。在电流密度为30 mA/cm2,电解时间为80 min,电极间距离为2 cm,废水pH值在7-8之间,废水电导率为1 100μS/cm的处理条件下,苯酚的去除率可达98%以上。利用TOC测定仪、紫外光谱和红外光谱等仪器分析的方法对苯酚的降解产物进行了分析。