土臭素和2-甲基异莰醇去除方法和路径研究进展

水中嗅味物质土臭素和2-甲基异莰醇为藻类代谢的次生代谢产物,在饮用水中存在时严重影响了人们用水的嗅觉感受,针对水中主要嗅味物质土臭素和2-甲基异莰醇,介绍了其产生过程、物理性质和化学结构,讨论了活性炭物理吸附、化学氧化、生物降解和组合去除工艺的去除效果,详细阐述了其工艺过程、影响因素和去除机理,同时针对当前水中嗅味物质...     

饮用水中土臭素和二甲基异冰片检测方法

介绍了导致饮用水产生异嗅味的物质土臭素(geosmin,GSM)和二甲基异冰片(2-methylisoborneo,2-MIB)的国内外研究现状及来源,对检测GSM和2-MIB的嗅觉法和仪器法的优缺点进行了评价,并对GSM和2-MIB的检测方法提出了展望。     

上海市饮用水中痕量土臭素和二甲基异冰片年变化规律及来源研究

采用液液微萃取-气相色谱/质谱联用测定饮用水中痕量异嗅物质--土臭素(geosmin,GSM)和二甲基异冰片(2-Methylisoborneol,2-MIB或MIB).对上海市饮用水水源以及某水厂工艺出水进行调查发现,土霉昧的来源主要为2-MIB,异嗅问题暴发季节为7～10月,7、8月份达到顶峰,原水中2-MIB的最高检出浓度可达152.82 ng/L.水厂出水中最高检出浓度为97.94 ng/L.初步的来源分析推断2-MIB为水中颤藻的代谢产物.     

羟基自由基氧化降解水中土臭素的效率与机制

土臭素(Geosmin,GSM)是一种由蓝绿藻及放线菌产生,具有令人讨厌土霉味的化合物.地表水中存在土臭素,尽管量少,但因传统水处理工艺难以去除,大大降低了饮用水的感官质量.本文采用大气压强电场电离放电结合水力射流空化方式制备的羟基自由基(Hydroxyl radicals,·OH)对水中GSM进行氧化降解,研究了氧化剂投加剂量、接触时间因素的影响,并根据气相色谱-质谱(GC-MS)全扫描获取的中间产物探讨了·OH氧化降解GSM的机制.实验结果表明:当氧化剂投加剂量为0.8 mg·L~(-1),管路中接触反应6 s,可把初始浓度100 ng·L~(-1)的GSM降解到10 ng·L~(-1)以下;提高氧化剂投加量至2.6 mg·L~(-1),接触反应180 s,可氧化降解500 ng·L~(-1)的GSM至10 ng·L~(-1)以下,达到我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006).在GSM水样中加入叔丁醇(Tertiary butyl alcohol,TBA)·OH淬灭剂,GSM氧化降解效果明显降低,间接证明了降解GSM的主要物质为·OH.对氧化降解GSM的中间产物分析表明·OH可以破坏GSM双环结构并最终将其矿化成CO_2和H_2O.     

硝基苯化合物对枯草芽孢杆菌的毒性及构效分析

以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为实验生物,测定了12种硝基苯化合物对其种群生长抑制的12 h IGC₅₀(50% inhibitory growth concentration)值.应用lgP,1xv,I,1Ka,σ-和E_LUMO 6种物理化学描述符进行构效关系分析,建立QSAR模式,并且预测了6个相似化合物的毒性.      

固相微萃取-气质联用法测定水中痕量土臭素和二甲基异崁醇

采用固相微萃-气相色谱/质谱法(SPME-GC/MS)对GSM和2-MIB进行富集检测。实验对萃取富集和仪器条件进行了优化,得出最佳实验条件：NaCl投加量30%,萃取温度65℃,萃取时间40 min,解吸3 min,不分流进样,SIM模式采集数据。实验还对萃取头的使用次数和维护进行了探讨。利用已经建立的SPME-GC/MS法对佛山市28家水厂的出厂水和原水、佛山典型景观千灯湖和亚艺公园湖水进行普查。该法具有操作简单快速、能实现自动化连续检测、准确、灵敏度高等特点,适用于饮用水中嗅味物质定性和定量。     

芽孢杆菌H-1菌株的固定化及降解动力学研究

采用海藻酸钠-海藻酸钙法对芽孢杆菌H-1菌株进行包埋实验,测试各固定化因素对凝胶微球物理性能的影响,得到各因素合适的取值范围。以石油降解率为试验指标对固定化因素进行4因素3水平正交试验,结果显示菌株的最佳固定化条件为海藻酸钠浓度7%、菌悬液添加量75%、CaCl2浓度2%、交联时间24 h。对比固定化菌株与游离菌株的降解效果,结果显示固定化菌株的降解效率大于游离菌株。对固定化菌株的降解动力学进行研究,结果表明当石油浓度较低时,固定化菌株的降解动力学方程符合Monod方程的线性简化形式,方程的半饱和常数K S=52.33 mg/L,最大反应速率v max=44.05 d-1。当原油浓度较高时,其降解速率大于方程的v max。     

成晶节杆菌NT16和共生芽孢杆菌NG16联合代谢1-萘酚的特性

1-萘酚是多环芳烃降解过程中极易积累的典型含氧多环芳烃,其难降解、毒性大,直接影响多环芳烃污染环境的修复效果.为探究微生物联合代谢1-萘酚的特性,以前期从含氧多环芳烃污染土壤中分离出的两种共生菌株——成晶节杆菌NT16和芽孢杆菌NG16为受试菌株,结合HPLC、TOC、GC-MS等测定方法进行降解特性的测定.结果表明,NT16菌和NG16菌均能以1-萘酚为唯一碳源和能源生长,两种菌株联合代谢比NT16菌、NG16菌单独降解1-萘酚的生长量分别高2.758×10~9 cfu·mL~(-1)和1.4×10~9 cfu·mL~(-1),对1-萘酚的降解率可提高20%,使体系中TOC值加速降低.NT16菌和NG16菌联合代谢1-萘酚可按照两个途径进行,其一,1-萘酚羟化后开环,进入邻苯二甲酸代谢途径.NT16菌更易进入该途径,而NG16菌则不易通过该途径降解1-萘酚;其二,1-萘酚羟化后开环,进入苯丙酸代谢途径.NG16菌迅速将1-萘酚降解为对羟基苯乙酸,其在降解体系中积累,NT16菌无法高效降解1-萘酚却能够降解对羟基苯乙酸至较短烷基链的小分子化合物.该研究结果将为含氧多环芳烃污染环境实际修复中微生物群落协同作用降解污染物奠定基础.     

光合细菌PSB-1D对2-氯苯酚的降解特性研究

从农药厂排污口下游底泥中分离筛选出1株可降解2-氯苯酚的光合细菌PSB-1D,经过菌落形态特征、细胞形态特征、生理生化特性实验和特征吸收光谱扫描分析后,初步鉴定该菌株为红假单胞菌(Rhodopseudomonas sp.).PSB-1D生长和2-氯苯酚降解关系实验结果表明,该菌能在含2-氯苯酚(50mg/L)的PSB液体培养基中降解2-氯苯酚,培养7d后降解率可达57.26%.进一步实验研究表明不同供氧光照组合、培养基初始pH值、温度、光照度等环境因素对PSB-1D生长和降解2-氯苯酚效果的影响较为显著.在初始pH值为7.0,培养温度为30℃,光照度为4000lx的条件下,将PSB-1D置于含2-氯苯酚质量浓度为50mg/L的PSB培养基中厌氧光照培养7d后,2-氯苯酚降解率可达到62.08%.在此基础上采用Andrews方程对PSB-1D降解2-氯苯酚的动力学过程进行拟合.结果表明PSB-1D降解2-氯苯酚符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其降解动力学参数为rmax=0.309d-1,Km=2.733mg/L,Ki=230.15mg/L.     

重金属对2-氯酚厌氧降解的抑制动力学研究

考察了Cu2+、Cd2+、Ni2+、Fe2+4种重金属离子对2-氯酚(2-CP)厌氧降解速率的影响,并通过描述金属离子抑制作用的修正方程对实验进行拟合,研究了其动力学特征.结果表明,在0~500mg/L投加浓度范围内,Fe2+对2-CP的厌氧降解过程基本不抑制,Ni2+、Cu2+、Cd2+则存在明显抑制,抑制程度Cu2+﹥Ni2+﹥Cd2+.相同的抑制强度下,抑制浓度CIP-Cu﹤CIP-Ni﹤CIP-Cd.修正方程能较好地表征金属离子的抑制作用与该离子对降解速率的最大抑制浓度(I*)以及投加浓度之间的定量关系.由该方程拟合结果可得到Cu2+、Cd2+、Ni2+对25mg/L 2-CP降解的I*值分别为458.7,1693.5,1528.5mg/L,I*及指数m值的大小表明金属离子对2-CP厌氧降解的抑制Cu2+﹥Ni2+﹥Cd2+.     

枯草芽孢杆菌对微污染水体的净化作用

采用投加枯草芽孢杆菌的水质净化方法,系统考察了在典型南方夏季气温下,封闭的模拟微污染水枯草芽孢杆菌净化体系中,投菌浓度、主要环境条件（pH和溶解氧）及其冲击对净化效果的影响.结果表明,枯草芽孢杆菌的最佳投菌浓度为3.2×105cfu·mL-1,适宜的环境条件为：pH5～7,溶解氧4～6mg·L-1.投菌9d后,CODM...     

地表水体放线菌分离鉴定与致嗅能力研究

原水中的嗅味是饮用水中嗅味的主要来源之一.从中国南方地区某水库中分离纯化放线菌并进行菌种鉴定及产致嗅物质2-甲基异莰醇(2-MIB)和土臭素(GSM)能力研究.使用膜滤法和高氏一号培养基分离纯化水体中的放线菌.结合菌落菌丝形态特征、碳源利用、菌株生理生化特征及16S rRNA同源性序列分析对从该水库中分离纯化的40株放线菌进行菌种鉴定,结果表明有38株链霉菌、1株气微菌和1株假诺卡氏菌.分别使用高氏一号液体培养基和水库水体对这40株放线菌进行摇床发酵,结合顶空固相微萃取(SPME)和气质联用(GC-MS)方法检测发酵液中致嗅物质2-MIB和GSM含量,发现不同放线菌甚至链霉菌属内不同菌种产生致嗅物质的能力不同,且相差较大.放线菌在液体培养基中产致嗅物质2-MIB和GSM能力并不完全代表在水库中对水体2-MIB和GSM的贡献大小.     

胶质芽孢杆菌对印度芥菜富集土壤Cd及土壤pH的影响

采用根袋法盆栽试验,研究接种活菌量浓度分别为1×1010 cfu·kg-1 (T1)和2×1010 cfu·kg-1(T2)的胶质芽孢杆菌,对印度芥菜富集土壤Cd、土壤有效态Cd含量及土壤pH的影响.结果表明,以不接种菌液作为对照,处理T1、T2地上部分生物富集系数分别为13.58、16.83,与对照相比分别提高42.95％、77.16％;地下部分生物富集系数分别为4.35、4.83,分别比对照提高24.64％、38.40％;土壤的净化率分别是对照的1.73、2.20倍.对照组土壤有效态Cd含量随着时间的延长而降低,根际和非根际土壤分别降低32.93％和45.54％;但T1和T2处理中,根际、非根际土壤有效态Cd含量分别提高15.15％、31.73％和36.54％、45.28％.收获时,处理T1、T2根际土壤pH降低率分别是对照的1.08、1.10倍.不同浓度胶质芽孢杆菌处理下土壤pH与有效态Cd含量均呈显著负线性关系.综上,胶质芽孢杆菌主要是通过改变土壤pH来影响土壤Cd生物有效性,从而促进超富集植物的修复效果.本研究可为微生物辅助植物修复重金属污染土壤提供一定理论依据和实践指导.     

Detection of geosmin and 2-methylisoborneol by liquid-liquid extraction-gas chromatograph mass spectrum (LLE-GCMS)and solid phase extraction-gas chromatograph mass spectrum (SPE-GCMS)

Two sample preparation methods were introduced and compared in this paper to establish a simple, quick and exact analysis of geosmin and 2-methylisoborneol. LC-18 column was employed in solid phase extraction (SPE), 1.0 mL of hexane was adopted in liquid-liquid extraction (LLE), and the extracts were analyzed by gas chromatograph mass spectrum (GCMS) in selected ion mode. Mean recoveries of SPE were low for 2-methylisoborneol (2-MIB) and geosmin (GSM) with values below 50%. For LLE, the recoveries were satisfyingly above 50% for 2-MIB and 80% for GSM. Detection limits of the LLE method were as low as 1.0 ng/L for GSM and 5.0 ng/L for 2-MIB. A year-long investigation on odor chemicals of drinking water in Shanghai demonstrated that in the summer, there was a serious odor problem induced by a high concentration of 2-MIB. The highest concentration of 152.82 ng/L appeared in July in raw water, while GSM flocculation was minimal with concentrations below odor threshold.     

Biodegradation of pendimethalin by Bacillus subtilis Y3

A bacterium strain Y3,capable of efficiently degrading pendimethalin,was isolated from activated sludge and identified as Bacillus subtilis according to its phenotypic features and 16 S rRNA phylogenetic analysis.This strain could grow on pendimethalin as a sole carbon source and degrade 99.5%of 100 mg/L pendimethalin within 2.5 days in batch liquid culture,demonstrating a greater efficiency than any other reported strains.Three metabolic products,6-aminopendimethalin,5-amino-2-methyl-3-nitroso-4-(pentan-3-ylamino) benzoic acid,and 8-amino-2-ethyl-5-(hydroxymethyl)-1,2-dihydroquinoxaline-6-carboxylic acid,were identified by HPLC-MS/MS,and a new microbial degradation pathway was proposed.A nitroreductase catalyzing nitroreduction of pendimethalin to 6-aminopendimethalin was detected in the cell lysate of strain Y3.The cofactor was nicotinamide adenine dinucleotide phosphate(NADPH) or more preferably nicotinamide adenine dinucleotide(NADH).The optimal temperature and pH for the nitroreductase were 30℃ and 7.5,respectively.Hg~(2+),Ni~(2+),Pb~(2+),Co~(2+),Mn~(2+) Cu~(2+),Ag~+,and EDTA severely inhibited the nitroreductase activity,whereas Fe~(2+),Mg~(2+),and Ca~(2+) enhanced it.This study provides an efficient pendimethalin-degrading microorganism and broadens the knowledge of the microbial degradation pathway of pendimethalin.     

胶质芽胞杆菌对印度芥菜根际土壤镉含量及土壤酶活性影响

采用根袋法盆栽试验,研究分别接种活菌量浓度为1×1010CFU.kg-1(处理A)和2×1010CFU.kg-1(处理C)的胶质芽胞杆菌,对根际土壤镉含量和土壤酶活性的影响.结果表明,处理A、C对根际土壤镉的去除率分别达到37.62%、38.27%,是对照(24.47%)的1.54、1.56倍.胶质芽胞杆菌处理后土壤酶活性均有所增强,土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性在根际土壤大于非根际,随着时间延长土壤磷酸酶活性逐渐升高,脲酶和过氧化氢酶呈现先增高后降低的变化趋势,而脱氢酶活性在非根际土壤大于根际土壤,也呈现先增高后降低的变化趋势.对照组及处理A、C组中根际Cd含量与土壤磷酸酶、脲酶呈现显著或极显著负相关.研究表明,施入胶质芽胞杆菌不仅可以提高超富集植物对土壤Cd的净化效果而且对土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶及脱氢酶均有一定的积极作用,其结果可为该菌辅助植物修复镉污染土壤的机制性研究提供理论指导.     

一株解淀粉芽胞杆菌的分离鉴定及水质净化效果的研究

采用富集培养及摇瓶实验,从污染河沟底质活性污泥中分离筛选到1株对亚硝态有较强转化能力的菌株HN.经形态特征、生理生化特性、16S rDNA基因序列分析、细胞脂肪酸组成及Biolog全自动微生物鉴定系统分析,鉴定菌株HN为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),并在3种模拟水体环境中对菌株HN的水质净化效果进行了初步研究.结果表明,该菌株在试验第4d能将高浓度模拟污水(水样Ⅰ)、鲫鱼养殖废水(水样Ⅱ)、鲤鱼和对虾养殖废水(水样Ⅲ)中初始浓度分别为6.47、1.20和4.50mg·L-1的亚硝态氮去除100%、46%和100%,而对照的转化率分别为-10.4%、-800%和16.0%,同时对硝态氮也表现较强的去除能力且基本不累积氨氮.环境耐受性试验表明,该菌株在20～45℃、pH5.0～10.0、海盐浓度0.5%～3.0%的范围内都能正常生长.研究认为,解淀粉芽胞杆菌HN能显著降低水体中亚硝态氮和硝态氮的含量,且环境耐受力强,有望将其开发成高效的水产养殖水体净化微生态制剂.     

上海某黄浦江原水供水系统中主要致嗅物质的迁移规律分析

采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用研究了上海市某黄浦江水源供水系统中2-甲基异莰醇(M1B)、土味素(GSM)和余氯的迁移变化规律.结果表明,黄浦江源水及其各级净水工艺处理水、管网水和二次供水系统末端水中均含有MIB和GSM,分别在2～18 ng/L和2.68～5.06 ng/L之间;其浓度经水厂各级工艺处理后明显下...     

Investigation of UV-TiO2 photocatalysis and its mechanism in Bacillus subtilis spore inactivation

The inactivation levels of Bacillus subtilis spores for various disinfection processes （ultraviolet （UV）, TiO2 and UV-TiO2） were compared. The results showed that the inactivation effect of B. subtilis spores by UV treatment alone was far below that for bacteria without endospores. TiO2 alone in the dark, as a control experiment, exhibited almost no inactivation effect. Compared with UV treatment alone, the inactivation effect increased significantly with the addition of TiO2. Increases of the UV irradiance and Ti02 concentration both contributed to the increase of the inactivation effect. Lipid peroxidation was found to be the underlying mechanism of inactivation. Malondialdehyde （MDA）, the degradation product of lipid peroxidation, was used as an index to determine the extent of the reaction. The MDA concentration surged surprisingly to 3.24 nmol/mg dry cell with the combination disinfection for 600 see （0.10 mW/cm2 irradiance and 10 mg/L TiO2）. In contrast, for UV alone or TiO2 in the dark, the MDA concentration was 0.38 and 0.25 nmol/mg dry cell, respectively, under the same conditions. This indicated that both UV and TiO2 were essential for lipid peroxidation. Changes in cell ultrastructure were observed by transmission electron microscopy. The cell membrane was heavily damaged and cellular contents were completely lysed with the UV-TiO2 process, suggesting that lipid peroxidation was the root of the enhancement in inactivation efficiency.