对氨基苯磺酸生物降解动力学及降解机制研究

对菌株Pannonibactersp.W1在好氧条件下降解对氨基苯磺酸的动力学进行了研究,发现4-ABS初始浓度为中低浓度(50～1 000 mg/L)时, 14 h内几乎可以完全降解,符合一级降解动力学特征;初始浓度为高浓度(1 200～2 500 mg/L)时,32 h内4-ABS的降解率可达90%以上,且在降解初期符合零级降解动力学特征,而降解后期符合一级降解动力学特征.利用Haldane抑制模型能够很好地拟合不同4-ABS初始浓度下测得的比降解速率,得到模型参数分别为：最大比降解速率μmax=227.977 mg/(g·h),饱和常数K_s=84.306 mg/L,抑制常数Ki=1270.675 mg/L.通过4-ABS降解过程中的紫外扫描和HPLC检测分析,以及菌株W1对不同苯系物的降解能力,说明4-ABS降解过程中几乎没有芳香类中间产物的积累,并初步推测了菌株W1降解4-ABS的代谢途径.     

壬基酚和双酚A降解菌株的分离、鉴定和特性研究

对深圳某污水处理厂反硝化除磷活性污泥进行驯化,分离筛选得到一株能同时降解壬基酚(NP)和双酚A (BPA)的菌株NB-1.根据对菌株的16S rRNA基因序列分析,结合菌落和菌体形态以及生理生化特征,初步鉴定菌株NB-1为Serratia marcescens(粘质沙雷菌).通过摇瓶试验进行了菌株降解条件的优化和降解特性的探索.结果表明,菌株NB-1降解NP和BPA的最佳条件为:醋酸钠投加量为20 mg·L-1,温度为32q℃,pH值为8,接种量为2％,在该条件下,对菌株降解不同初始浓度NP和BPA的过程进行了动力学分析,结果表明,降解反应前36 h符合一级反应动力学.NP和BPA降解的最适初始浓度为10～20 mg·L-1,当底物浓度均为10 mg·L-1时,NP和BPA的去除率分别为54.2％、44.7％,BPA的去除率达到最大值;当底物浓度均为20 mg·L-1时,NP和BPA的去除率分别为56.4％、40.2％,此时NP的去除率达到最大值.     

2,6-二叔丁基酚降解菌的降解特性研究

从腈纶废水处理构筑物的生物膜中分离、筛选得到1株能降解2,6-二叔丁基酚的菌株,经驯化,其对2,6-二叔丁基酚的降解率提高了26%,具有了较高降解能力.经形态和生理生化鉴定,该菌株属于产碱菌属(Alcaligenes sp.).通过摇瓶试验考察了生长条件对菌株的生长和底物降解的影响,得出该菌株的最适生长条件为温度37℃,初始pH为7.0,接种量为0.1%.在该条件下,对初始底物浓度为100mg/L的降解过程进行了考察,结果表明其11d的降解率达62.4%,而且降解过程符合Eckenfelder动力学模型,半衰期为9.38d.还对不同初始底物浓度对菌株降解性能的影响进行了研究,结果表明最佳初始底物浓度为200mg/L,当小于该值时,初始底物浓度的增加促进该菌株的生长和底物的降解,而当大于这个值时,则起抑制作用.     

狐尾藻降解双酚A内生菌的分离鉴定及降解特性

该研究从沉水植物狐尾藻中分离筛选到1株可降解环境内分泌干扰物双酚A(BPA)的内生细菌Hu32。通过摇瓶实验进行了菌株降解条件的优化和降解特性的探索,发现菌株降解初始浓度为10 mg/L,BPA的最佳条件为接种量为1%,初始pH值为6.0,温度为25℃。在该条件下,菌株最大生长浓度OD_(600)达到0.22,3 d对10 mg/L,BPA的降解率达到(47.17±1.22)%。经过对其形态特征和16S rRNA基因同源性序列分析,该菌株初步鉴定为类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)。这是首次从沉水植物中分离到新型可降解BPA的内生菌,有助于了解水生植物对BPA污染水体的修复机制,为进一步阐明水体中BPA的生态归趋奠定基础。     

2株分别降解壬基酚和双酚A细菌的分离、鉴定和降解特性

对上海天山污水处理厂氧化沟的活性污泥进行驯化,分离纯化并筛选得到2株能分别以壬基酚（NP）和双酚A（BPA）为唯一碳源和能源生长的降解菌株N1和B2.根据菌株的16S rDNA序列同源性分析,结合菌落和菌体形态以及生理生化特征,初步鉴定N1为柠檬酸杆菌属（Citrobacter sp.57）,B2为芽孢杆菌属（Bacillus sp.A1-3）.通过摇瓶试验并借助正交试验优化菌株降解条件,结果表明,N1降解NP的最佳条件:35 ℃,初始pH为 5.5,无机盐培养液中初始ρ（NP）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达79.64%;B2降解BPA的最优条件:30 ℃,初始pH为 7.0,无机盐培养液中初始ρ（BPA）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达78.68%.在该优化温度和初始pH条件下,分别在不同初始ρ（NP）和ρ（BPA）下对N1和B2降解反应过程进行动力学分析,该降解过程在底物质量浓度为5～40 　mg/L时符合Monod方程,N1和B2的动力学参数K_s和μ_m分别为4.32,8.36和0.177 8,0.111 9.      

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。     

固定化优势菌种降解2,6-二叔丁基酚

 用海藻酸钙包埋固定优势降解菌(Alcaligenes sp.)降解 2,6-二叔丁基酚(2,6-2DTBP).结果表明,菌株经固定化包埋后,降解底物 2,6-DTBP的能力大大提高,在 100.0mg/L 的初始浓度下其降解率在 12d 可达到 86%.与未固定菌株相比,固定化菌株对 pH 值和温度的适应范围更宽,对底物具有更高的降解能力.对固定化菌株的降解反应过程进行动力学分析,该降解反应符合一级动力学特征,其动力学常数为 0.1519,半衰期为 4.56d.扫描电镜观察到菌种在海藻酸钙包埋载体中能良好地生长和繁殖.     

丁二腈高效降解菌的筛选及其降解性

以丁二腈为唯一碳源和氮源,从石化腈纶废水及其处理构筑物的生物膜中,分离、筛选出2株高效降解丁二腈的菌株:J-1-3和J-13-1.经形态学观察和生理生化特征研究,两者均被鉴定为假单胞菌(Pseudomonas spp.).通过摇瓶试验得出2菌株的最适生长条件:温度为30℃,摇床转速(间接反映通气量)为250 r/min,接种量为0.1%,初始pH为6.在最适生长条件下,分别对不同初始浓度丁二腈进行降解率试验.结果表明,2菌株对丁二腈的降解能力强,尤以J-13-1更为显著.当丁二腈的初始浓度约为6000mg/L、8000mg/L和10000mg/L时,J-13-1菌株对丁二腈的降解率分别在12.5h、14h和16h时达到100%.     

甲基叔丁基醚（MTBE）降解菌株的分离鉴定及降解动力学研究

从银杏根部土壤中分离驯化出1株能以MTBE为唯一碳源生长的菌株A1,经过16S rDNA序列分析后,初步鉴定该菌株为睾酮丛毛单胞菌（Comamonas testosterone）;进一步试验研究了微生物接种量、pH值、温度、MTBE初始浓度等环境因素对MTBE降解的影响.结果表明,菌A1降解MTBE的最佳条件为：pH值7.0,温度25℃,接种量2　mL（D₆₀₀=2.523 A）,初始MTBE浓度50 mg/L.在此降解条件下,7　d后MTBE去除率最高可达98.89%（与空白实验对比,MTBE挥发量占46.55%）.菌A1降解MTBE符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数rmax=0.872　d^－1,Km=7.832 mg·L^－１,Ks=130.75 mg·L^－１.     

高效苯酚降解菌Bacillus sp.L5-1的分离及其降解特性

从污水处理厂活性污泥中分离筛选出一株高效苯酚降解菌L5-1,经菌落形态观察和16S rDNA基因测序,结果表明菌株L5-1为蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）,美国国家生物信息中心（NCBI）的注册号为MN784421.将苯酚设置为唯一碳源,对其生长和苯酚降解特性展开研究.结果表明：菌株L5-1在10%接种量、温度30~35℃、pH值7~8的条件下,均能高效降解培养基中苯酚（培养基体积为100mL,初始苯酚浓度为500mg/L,14h时降解率>93%）.而在最优降解条件下（10%接种量,培养温度为35℃,pH值7.0,NaCl浓度为1%）,初始苯酚浓度为500mg/L,菌株在14h内的苯酚降解率可达97.1%;而当初始苯酚浓度为1000mg/L,菌株也可在46h内达到97.71%的降解率.运用Haldance方程动力学模拟菌株在不同浓度苯酚下的生长过程,其最大比生长速率为0.355h^-1,半饱合常数104.27mg/L,抑制常数为322.83mg/L,R²=0.997.菌株L5-1为目前已报道的Bacillus菌属中降解苯酚能力较强的菌株,为实际处理含酚废水中提供理论参考.     

Impact of Fenton and ozone on oxidation of wastewater containing nitroaromatic compounds

Fenton and ozone treatment was investigated at laboratory scale for the degradation of aqueous solutions of nitrobenzene (NB).Effects of reactants concentration (O3,H2O2,and Fe(II)),temperature,and pH on NB degradation were monitored.Reaction kinetic of these processes was also assessed.A rapid reaction took place for Fenton process at higher initial concentration of H2O2,higher temperatures,and more acidic conditions(pH 3).Similarly, ozonation reaction exhibited rapid rates for higher ozone dose,higher temperatures,and more basic conditions(pH 11).Complete NB degradation in 65 min Was achieved using Fenton process.The conditions of complete elimination of 100 mg/L of initial NB concentration,were 250 mg/L of H2O2 concentration,pH 3,and 10 mg/L of Fe(Ⅱ) concentration.Under these conditions,55% organic carbon elimination Was achieved.Total organic carbon mineralization Was attained in 240 min reaction time by Fenton process with 900 mg/L of H2O2 concentration,and 30 mg/L of Fe(II) concentration.Fenton reaction showed a pseudo-first order kinetic;the reaction rate constant Was ranged from 0.0226 to 0.0658 min-1.Complete NB degradation wag also achieyed for an ozone dose of the order of 2.5 g/L.The ozonation Was studied at different ozone doses.different initial pH(7-11)and at difierent temperatures(15-35℃).NB ozonation kinetic Was represented by a bi-molecular kinetic model which was reduced to pseudo-first order kinetic.The pseudo-first order reaction rate constant was determined to increase at 20℃ from 0.004 to 0.020 min-1 as the used ozone increased from 0.4 to 1.9g/L.     

耐低温菌JH-9降解苯胺的动力学研究

研究耐低温菌JH-9在低温(10 ℃)条件下对不同初始ρ(苯胺)的生物降解情况,并采用反应动力学方程(Monod方程和Haldane方程)拟合其降解过程. 结果表明,菌株JH-9在低温下可降解苯胺,当菌体初始质量浓度一定时,苯胺降解率及平均降解速率主要与初始ρ(苯胺)有关. 初始ρ(苯胺)较低时(<550　mg/L),其在120 h内可完全降解,且平均降解速率随着初始ρ(苯胺)的增加而升高,菌体降解过程中没有出现苯胺毒性抑制作用,遵循Monod方程;当初始ρ(苯胺)较高时(>550　mg/L),苯胺降解率及降解速率均有所下降,由于初始ρ(苯胺)过高对菌体产生了抑制作用,其降解过程以基质抑制型的Haldane方程为主.      

喹啉降解菌Rhodococcus sp.QL2的分离鉴定及降解特性

从某焦化厂生物处理系统的活性污泥中驯化、分离出1株能以喹啉为唯一碳、氮、能源生长代谢的菌株QL2.经过对其形态特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为红球菌属 (Rhodococcus sp.).研究表明,菌株QL2利用喹啉生长的适宜温度为35～42℃,培养基初始pH为8～9,摇床转速为150　r/min.外加氮源能促进菌株的生长,其中无机氮比有机氮、铵态氮比硝态氮更利于细菌的生长.在喹啉初始浓度为60～680　mg/L范围内菌株QL2降解喹啉符合零级动力学方程.喹啉初始浓度为150　mg/L时在8　h内完全降解,TOC去除率14 h内可达到70%.降解过程中产生有颜色的物质,且杂环上的氮原子以氨氮的形式被释放.通过HPLC及GC/MS分析出喹啉降解过程中的主要中间产物为2-羟基喹啉.该菌底物利用范围广,能降解苯酚、萘、吡啶等多种芳香族化合物.     

Fenton法处理水中4,4’-二溴联苯及动力学研究

多溴联苯是一类具有持久性有机物特性的难降解物质对环境造成很大危害。应用H2O2/Fe2+对水中的4,4’-二溴联苯(4,4’-DBB)去除效果及影响因素进行研究。结果表明:pH值对4,4’-DBB的去除率的影响很大,反应时间、起始质量浓度以及H2O2/Fe2+的摩尔比对DBB的去除率的影响也较大。当H2O2和Fe2+的摩尔比为10:1,pH=1.4￣2.4时,处理初始浓度为2mg/L 4,4’-DBB的水溶液2h,4,4’-DBB去除率最高可达到99%以上,说明Fenton试剂可将4,4’-DBB基本完全去除。研究还发现4mg/L绝对去除率>2mg/L,说明该方法有利于处理较高浓度的4,4’-DBB,具有一定的工业应用价值。经拟合发现4,4’-DBB的降解符合拟一级反应规律,并推导出动力学方程。     

环境激素对叔辛基酚降解菌的筛选、鉴定及降解特性

为了研究环境激素4-t-OP(对叔辛基酚)的生物降解,从扬州市汤汪生活污水处理厂二沉池污泥中筛选得到1株能以4-t-OP为唯一碳源进行生长的降解菌株,标示为TW30,16S rRNA测试其为不动杆菌属(Acinetobacter sp.),通过摇瓶试验测试其降解活性.结果表明:在40℃、初始pH为6.0、ρ(4-t-OP)为5 mg/L的无机盐培养基中,5 d后降解率可达99.03%;降解过程满足一级反应模型,降解速率常数(k)为0.875 d-1,半衰期(t1/2)为0.8 d.这说明TW30是一株高效的4-t-OP降解菌.此外,培养温度的升高和额外Ca2+、Mn2+的加入可以提高TW30降解4-t-OP的效率,而在5～25 mg/L范围内提高初始ρ(4-t-OP)以及额外加入磷酸盐、NH4+、Mg2+、Fe2+、Na+、Zn2+、Cu2+等无机盐和葡萄糖、CH3COO-等碳源则会降低降解率.