三苯基锡吸附降解菌的分离及特性研究

通过菌种筛选和吸附降解特性实验,分离三苯基锡(TPhT)的吸附降解菌,研究TPhT的微生物吸附降解性能和机制.结果表明,肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)对TPhT具有良好的吸附降解效果.0.3~3.0 g.L-1菌体在2.0 h内对3 mg.L-1TPhT的吸附率均超过70%,最高达97.9%;5 d内对TPhT的降解率为26.4%~54.6%;其离体胞内酶2.0 h内对TPhT的降解率也高达28.1%~77.8%.K.pneumoniae对TPhT的降解发生在细胞内,降解速率的增长趋势随时间的延长而变缓,胞内酶在细胞体外对TPhT的降解在2.0 h时达最大值,完整细胞在第1 d对TPhT的降解速率最快,而第2~5 d的变化趋势较平稳.菌体对TPhT的吸附降解过程包括了TPhT的细胞表面吸附、体内外双向运输和体内降解过程.其中,表面吸附的TPhT含量随时间的增长呈现线性增加的趋势;细胞内部的TPhT含量在前3 d快速下降,从55.9%降至17.0%,之后则趋于稳定;上清液中的TPhT含量变化趋势则与细胞内部的相反.     

克雷伯氏菌对三苯基锡的酶促降解特性

研究了肺炎克雷伯氏菌对三苯基锡(TPhT)的酶促降解性能,并对酶促反应影响因素的作用机制进行了探讨,以期为阐明有机锡的微生物降解机制提供实验依据.研究证明,菌体、分泌物和胞内降解酶均具有降解TPhT的能力,在30℃转速为130.rm in-1的摇床中避光处理2 h后,对3 mg.L-1TPhT的降解率分别为10.9%、5.3%和47.9%.影响因素实验表明,降解介质、pH、温度、TPhT浓度和金属离子均会对TPhT的酶促降解效果产生影响,其中TPhT酶促反应的最适pH和温度分别为8和50℃.Mg2+、Mn2+、Fe2+和Fe3+在合适的浓度范围内,均会促进TPhT的降解.当Mg2+的浓度为15 mg.L-1时,胞内酶对TPhT的降解率高达73.8%.金属离子的促进效果主要与其对酶的激活、作为电子受体或电子供体参与TPhT酶促降解等作用有关.TPhT的降解速率与其浓度呈现理想的线性关系.该反应的Vm ax和Km分别为0.15 mg.(L.m in)-1和47.1 mg.L-1.     

吐温80对苏云金芽孢杆菌降解三苯基锡的促进机制

有关内分泌干扰物三苯基锡(TPhT)生物降解的强化措施和降解机制的报道较少,TPhT降解过程中脱苯反应是同步还是逐步发生还不明确.为阐明这些问题,研究了吐温80对苏云金芽孢杆菌降解TPhT及其降解产物的影响.结果表明,吐温80能明显提高TPhT在水中的溶解度.苏云金芽孢杆菌和80 mg·L-1吐温80共同处理1 mg·L-1TPhT 2 d后,TPhT残余浓度降至48.4%.降解过程,吐温80可显著地减少细胞内Na+、NH+4和Mg2+向胞外的释放,增加对细胞外Cl-、PO3-4和K+的吸收.代谢产物分析表明,苯基锡的生物降解始于苯环裂解,而不是苯环和锡原子之间共价键的分裂.TPhT中各苯环的开环反应可以单独进行,亦可同步发生,进而生成二苯基锡、一苯基锡和无机锡.     

甲基对硫磷高效降解菌的分离鉴定及降解酶基因的克隆表达

从湖北沙隆达农药厂枵水处理池的活性污泥中分离到一株能以甲基对硫磷(MP)和对硝基苯酚(PNP)为唯一碳源生长的细菌HS-D36,经生理生化试验和16S rDNA同源性分析,初步鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stuazeri).该菌在3h内对浓度为50mg˙L-1MP的降解率为90%;在12h内能将50mg·L-1PNP完全降解.HS-D36在以MP为唯一碳源的无机盐培养基上可以耐受800mg·L-1的MP,在LB培养基上可耐受浓度为2000mg·L-1的MP.同时,克隆了甲基对硫磷水解酶基因mpd,并在E.coli中获得高效表达.重组甲基对硫磷水解酶粗酶液活性达到52.5 U·mL-1.     

阿特拉津降解菌株的分离、鉴定及降解特性研究

通过贫营养原水曝气培养法,以SBR方式驯化和稳定运行2个月,分离得到1株能够降解除草剂阿特拉津的降解菌株,命名为L-6.在以阿特拉津为唯一氮源(500 mg.L-1)的无机盐液体培养基中培养96 h后,降解率达到89.2%.扫描电镜观察发现该降解菌株细胞呈长杆状.提取菌株的DNA,进行16S rRNA基因序列分析,并构建系统进化树.结果表明该菌株与GenBank数据库中多株Pseudomonas菌株16S rRNA基因的同源性在99%以上.结合生理生化检测,判断该降解菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).碳源利用实验发现,降解菌株L-6可以利用葡萄糖、果糖和柠檬酸钠生长,不能利用蔗糖、乳糖和淀粉.环境因素对降解效率的影响实验表明,温度在30℃,初始pH 7～9条件下,降解效率最佳.     

DBP高效降解菌群的富集及其降解特性研究

以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为唯一碳源及能源,从开封市垃圾焚烧发电厂活性污泥中富集得到细菌菌群LV-1,高通量测序显示LV-1共包含33个科、48个属,其中优势菌属为布鲁氏杆菌(Brucella sp.,62.78%)和中华杆菌(Sinobacter sp.,14.83%).在最佳降解条件下(30℃、p H6.0),LV-1 48 h内可将500 mg·L-1DBP降解93%左右,72 h内将1000 mg·L-1DBP降解95%以上.当DBP浓度为100~500 mg·L~(-1)时,LV-1对DBP的降解过程符合一级动力学方程,半衰期为13.64~19.20 h.利用GC-MS对DBP生物降解的中间产物进行分析,推测LV-1降解DBP的生化途径:DBP—→邻苯二甲酸-1-乙基-6-丁基酯(BEP)—→邻苯二甲酸单丁酯(MBP)—→邻苯二甲酸单乙酯(MEP)—→邻苯二甲酸(PA—→—→)CO_2+H_2O.此外,LV-1还能够有效降解侧链较短的邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)及PA.     

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.     

高效降酚菌株Ochrobactrum sp. CH10生长动力学和苯酚降解特性的研究

菌株Ochrobactrum sp. CH10是从北京元大都城垣遗址处的人工湿地筛选到的高效苯酚降解菌.以苯酚为唯一碳源和能源对其进行了生长和苯酚降解特性的研究.该菌生长和降解苯酚的适宜条件为30℃、初始pH 7.0、接种量为5%.在该条件下,初始苯酚浓度为400 mg·L-1,24 h时苯酚完全被降解;初始苯酚浓度为900 mg·L-1时,44 h的降解率为92.3%;初始苯酚浓度为1 000 mg·L-1,48 h时的降解率为82.2%.对该菌株苯酚降解动力学过程进行模拟,符合基质抑制型的Haldane模型,各参数分别为:υmax(最大比降解速率)0.126 h-1,KS(半饱和常数)23.53 mg·L-1,KI(抑制常数)806.1 mg·L-1.该菌在苯酚中的生长动力学符合Andrews模型,表现出与苯酚降解相似的趋势.该菌为目前所发现的Ochrobactrum菌属中苯酚降解能力最强的菌株.该菌株在高效处理含酚废水方面具有广阔的应用前景.     

十溴联苯醚降解菌的特性及功能蛋白初步分析

筛选获得了1株对十溴联苯醚(BDE-209)有较好降解效率的菌株,经16S rRNA基因序列分析,初步鉴定为铅黄肠球菌(Enterococcus casseliflavus).该株菌最适培养条件为培养基初始pH 7,培养时间48 h.E.casseliflavus对BDE-209有较好的降解效果,在含有5 mg·L-1葡萄糖的降解体系中,1 g·L-1菌体处理1 mg·L-1BDE-209,4 d时降解率达到最大(56.7%).SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳实验结果表明,在E.casseliflavus降解BDE-209的过程中,2 mg·L-1与5 mg·L-1的BDE-209可诱导菌体生成某类新的胞外蛋白,而胞内蛋白则随着BDE-209含量的增加,表现为蛋白表达量的增减以及受BDE-209抑制而不表达某些蛋白质.双向电泳实验结果检测到31个差异点,表明在降解时菌体中与降解相关的蛋白构象发生了变化,导致蛋白种类和含量变化.     

1株苯并［a］芘高效降解菌的筛选与降解特性

从广东省贵屿镇受污染河涌底泥中筛选出1株能利用苯并[a]芘(BaP)作为唯一碳源和能源生长的高效降解菌株.经生理生化试验和16S rRNA序列测定,鉴定该菌为短短芽胞杆菌(Brevibacillus brevis).该菌在7 d内对1 mg.L-1BaP的降解率达51.35%.降解性能研究表明,pH、温度、投菌量、BaP初始浓度和处理时间等是影响BaP降解的重要因素.B.brevis对pH与温度均有较广泛的耐受范围,在pH 2～12和温度为25～40℃的范围内对BaP均有降解能力,中性(pH=7)和室温(25℃)为最优条件.随着投菌量的增加,B.brevis对BaP的处理能力呈先增强后平缓的趋势;而BaP初始浓度的增加,则使降解量呈不断上升的趋势.水杨酸、琥珀酸和邻苯二甲酸的加入并不能明显提高B.brevis对BaP的降解效果.处理BaP后菌体表面褶皱增多,随着时间的延长,菌体出现表面凹陷、瘪塌变形的现象.     

改性竹炭固定化威尼斯不动杆菌吸附协同降解柴油废水的机理及动力学分析

利用改性竹炭作为载体来固定化威尼斯不动杆菌(Acinetobacter venetianus),用于去除柴油.结果显示,培养96 h后,固定化菌对柴油的去除率为86.35%,要高于游离菌(80.50%).为了探究固定化菌去除柴油的机理,采用动力学拟合实验数据,发现固定化菌去除(吸附-降解)柴油中总石油烃(TPHs)的过程符合伪二级动力学,表明TPHs是先吸附在改性竹炭上,然后被目标菌降解.为了进一步证实,利用扫描电镜(SEM)观察到Acinetobacter venetianus很好地固定在载体材料上.傅里叶红外光谱(FTIR)结果表明,经固定化菌处理后,柴油水溶液的谱图在3437.2、2924.4、1407.8 cm-1处出现新的吸收峰,可能为烷烃降解的酯类及羧酸类物质.GC-MS分析表明,相比游离菌,固定化菌对柴油的去除更为彻底.因此,改性竹炭不仅可以作为良好的固定化载体,同时因其对TPHs良好的吸附性能从而提高了去除效率,为油类污染中TPHs的生物材料修复提供了一个新的视角.     

生物滴滤塔处理苯酚气体研究

采用生物滴滤塔处理苯酚气体,考察了苯酚去除性能的影响因素.结果表明,生物滴滤塔能高效处理苯酚气体,苯酚去除效率可达99.5%,长期运行平均去除效率在98%左右.适宜的运行条件为:停留时间20.6 s,循环液pH值7.0,喷淋密度1.67 m3·(m2·h)-1.采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究处理苯酚气体的生物滴滤塔填料表面的微生物,结果表明,生物滴滤塔内有5种降解苯酚的优势菌种:Polaromonas sp.、Acinetobacter sp.、Acidovorax sp.、Veillonella parvula和Corynebacterium sp..采用GC-MS分析出口气样,结果表明丙酮酸(CH3COCOOH)为生物降解苯酚的中间产物,并推测了苯酚生物降解的可能途径.     

利用流式细胞术研究鞘氨醇单胞菌GY2B降解菲过程中细菌表面特性的变化

微生物与污染物接触是生物降解的第一步,为进一步了解降解过程中有机污染物对降解菌的影响,通过对不同条件下鞘氨醇单胞菌GY2B(Sphingomonas sp.GY2B)降解菲的研究,并结合Propidium Iodide(PI)染料和流式细胞仪分析不同底物及污染物浓度对GY2B菌体细胞表面性质的影响.结果表明,随着菲的降解,PI染色的GY2B菌株细胞增多,说明细菌膜结构受到一定的破坏,通透性不断增强.污染物浓度越高,降解菌的膜完整性的破坏越为严重.60 h时,300 mg·L-1浓度条件下,染色细胞/未被染色细胞的比值可达12.44,而在100 mg·L-1和1.2 mg·L-1浓度条件下,比值分别为1.95和1.11.同时降解过程中细菌细胞的傅里叶红外光谱检测,死亡、受损和完整细胞的区分以及Zeta电位分析也进一步验证了细菌细胞表面性质的改变.利用流式细胞术与染料结合分析降解过程中细菌细胞膜完整性的变化,从单细胞水平上了解细菌降解污染物过程中其细胞表面性质的改变,有助于更好地研究GY2B对菲的降解机制.     

Kinetics and mechanisms of p-nitrophenol biodegradation by Pseudomonas aeruginosa HS-D38

The kinetics and mecswithhanisms of p-nitrophenol (PNP) biodegradation by Pseudomonas aeruginosa HS-D38 were investigated. PNP could be used by HS-D38 strain as the sole carbon, nitrogen and energy sources, and PNP was mineralized at the maximum concentration of 500 mg/L within 24 h in an mineral salt medium (MSM). The analytical results indicated that the biodegradation of PNP fit the first order kinetics model. The rate constant k_PNP is 2.039 × 10⁻²/h in MSM medium, K_PNP+N is 3.603 × 10⁻²/h with the addition of ammonium chloride and K_PNP+C is 9.74 × 10⁻³/h with additional glucose. The addition of ammonium chloride increased the degradation of PNP. On the contrary, the addition of glucose inhibited and delayed the biodegradation of PNP. Chemical analysis results by thin-layer chromatography (TLC), UV-Vis spectroscopy and gas chromatography (GC) techniques suggested that PNP was converted to hydroquinone (HQ) and further degraded via 1,2,4-benzenetriol (1,2,4-BT) pathway.     

Cd2+共存时镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚的特性与机制

为了解Cd2+对镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚(4-CP)的影响,研究了Cd2共存时,浓度、pH、碳源与氮源对镰刀菌降解4-CP特性的影响,并分析了其降解动力学与机理.结果表明,在降解温度、4-CP浓度等相同时,Cd2+共存对镰刀菌降解4-CP有一定的抑制作用.Cd2浓度小于3.O mg·L-1时,随着4-CP浓度的增大,镰刀菌对4-CP的降解速率变慢.镰刀菌降解4-CP的适宜pH为4.外加碳源蔗糖(3.Og·L-1)与外加NH4Cl(3.0 g·L-1)均使镰刀菌降解4-CP速度有所减缓.在Cd2+浓度0.1 ～3.0 mg·L-1时,镰刀菌降解4-CP符合零级动力学方程.Cd2+共存时只对4-CP的降解速率产生一定的抑制作用,而对其降解途径可能无显著影响.     

恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida LY1）共代谢降解苯酚和4-氯苯酚系统的降解动力学研究

对恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida LY1）共代谢降解苯酚和4-氯苯酚（4-CP）系统进行了降解实验和动力学研究.结果表明,恶臭假单胞菌可以有效地降解苯酚,苯酚浓度为50mg·L-1时细菌生长速度最快,4-氯苯酚浓度的增加会对细菌产生一定的抑制作用.同时,用改进的Haldane方程模拟恶臭假单胞菌LY...     

分散染料neocron black(NB)的生物降解特性

在好氧、厌氧、好氧/厌氧交替条件下,采用活性污泥系统生物处理分散染料neocron black(NB),研究分散染料NB在需氧或者厌氧状态下的生物降解特性以及外加碳源对其生物降解特性的影响,并全波段扫描和气相色谱-质谱联用(GC-MS),初步探讨该染料的生物降解过程.结果表明,NB染料在好氧条件下降解效率最高,厌氧/好氧交替条件次之,厌氧条件下染料降解效率最低.随着NB染料浓度的增加,由于染料和中间代谢产物的抑制作用,微生物对染料的降解效率逐渐下降.添加易生物降解碳源可以促进NB染料的生物降解过程,并改变生物降解过程的动力学特征.全波段扫描和GC-MS测定结果显示,NB染料经过生物降解作用后,发色基团得到较彻底降解,NB染料生物降解中间产物有2,4-二硝基苯胺、2-氰基-4-硝基苯胺、对硝基苯胺等.