生物净水工艺中降解有机污染物优势菌的筛选初探

为了获得高效有机污染物降解的优势菌株,以稳定运行的生物净水工艺为研究对象,采用细菌分离、生化鉴定、脱氢酶活性分析、净水效能测定和降解相关基因扩增等方法对生物滤池中微生物群落进行了分析。结果表明,从生物滤池中分离的优势菌主要为巨大芽胞杆菌、短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、弗氏枸橼酸杆菌、豚鼠气单胞菌、恶臭假单胞菌和肺炎克雷氏菌等。在8株高脱氢酶活性的菌株中,1株巨大芽孢杆菌、1株蜡样芽孢杆菌和2株恶臭假单胞菌对原水中的高锰酸盐指数UV254和TOC的去除效率较高;并从1株恶臭假单胞菌株的基因组DNA中成功扩增出大小为548 bp的偏三苯酚1,2-双加氧酶基因片段(对硝基苯酚降解相关基因),说明该菌株具有降解对硝基苯酚污染物的潜能。因此,本研究可筛选高效有机污染物降解的优势菌株,为生物净水工艺提供优良的菌种资源。     

利用丁酸合成PHA高效菌株的筛选及摇瓶发酵特性研究

从活性污泥中分离到1株能够利用丁酸合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)的细菌WD-3,对该菌株积累PHA的发酵特性进行了研究,包括PHA产量随碳氮比、pH、发酵时间的变化,并考察了整个发酵过程中碳源、氮源、生物量、pH值和PHA产量之间的关系.结果表明,当C/N为35,pH为7.0时,WD-3的PHA合成能力最高.在最佳培养条件下,细胞生长达到稳定期时,该菌PHA产量高达3.01 g.L-1,占细胞干重的45.4%,且PHV所占比例达到三分之一.经16S rRNA基因测序分析,初步确定该菌属于γ-变形菌亚纲中的肠杆菌属Enterobacter.     

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.     

造纸废水中高效菌群的筛选与鉴定

从再生造纸废水中分离出细菌14株,真菌5株,通过测定菌株的COD去除率,筛选出高效菌株,对其进行形态特征、生理生化特征、16S rDNA或ITS rDNA序列分析,并比较了单个菌株与混合菌的COD去除效果。结果表明:从再生造纸废水中筛选出高效菌株4株,鉴定为巨大芽孢杆菌、施氏假单胞菌、产碱假单胞菌、皮状丝孢酵母;混合菌COD去除能力优于单个菌株,COD去除率可达86.5%。     

低温高效植物油脂降解菌的筛选与特性

为了在自然环境中寻找高效油脂降解菌用于含油污水的处理,从取自哈尔滨市冬季生活污水管道的菌泥中分离出低温细菌24株.通过驯化、分离、纯化,筛选出8株在5 ℃下对油脂具有分解能力的细菌.经过复筛,确定5#菌为低温高效降解植物油脂的菌株. 5#菌在初始ρ(花生油)为4 000 mg/L时,以2%接种量,pH为7.2,摇床转速为120 r/min,5　℃下培养5 d,油脂的去除率达70%以上.经过16S rDNA序列分析鉴定发现,5#菌与假单胞菌有99%的相似度. 结合形态学、生理生化特征和16S rDNA序列分析结果,认定5#菌属于假单胞菌属.      

耐镉菌株的分离及其对Cd2+的吸附富集

采用梯度浓度驯化的方法,筛选分离出一株能高度耐镉和富集镉的菌株,初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株在含Cd2+浓度4500mg/L的液体细菌培养基中能够生存,当Cd2+浓度为100mg/L时,pH值为6～8有利于提高菌株耐镉能力.Cd2+为低浓度时菌株积累Cd2+,菌体对Cd2+浓度为100mg/L的积累率达99.1%,冻干菌体对Cd2+的吸附量为8.786mg/g干菌体;当Cd2+浓度大于909mg/L时,菌体表现出外排Cd2+现象.红外分析和电镜观察表明,菌株细胞壁在吸附Cd2+中起重要作用,67.4%的Cd2+吸附在细胞壁上.     

苯系物降解菌的筛选及改进补料策略的PHA生产

苯、甲苯、乙苯、二甲苯(BTEX)是废气中常见且难被消除的有机污染物。微生物将其降解并转化成聚羟基脂肪酸酯(PHA),可在消除污染的同时实现变废为宝的双重功效。该研究从活性污泥中筛选到多种可将BTEX转化成聚羟基脂肪酸酯(PHA)的菌株,3株较强PHA合成菌被分别鉴定为Pseudomonas fulva TY16、Pseudomonas putida MY21和Pseudomonas fluorescence SX11。其含不同的BTEX降解基因,对BTEX各种物质的降解效果也有所不同。当甲苯初始浓度超过1.5 g/L时,TY16菌株的生长会受其毒性作用而受到抑制。通过注射器动力泵精确提供碳源,并通过气态形式给料,其毒副作用的影响得以解决,当甲苯按设计补料速率进行分批补料发酵时,培养40 h后,菌体干重可达3.8 g/L,胞内积累PHA含量达总干重的58%,其PHA转化率提升至0.315 g/g。相比于利用空气流量计作为碳源提供方式的转化率0.113 g/g,增加了近3倍。     

可培养细菌多样性及抗辐射-抗氧化相关性特征——以库姆塔格沙漠东缘为例

对库姆塔格沙漠东缘可培养细菌进行系统发育学多样性研究的基础上,对菌株的抗辐射和抗氧化能力进行筛选,利用辐射或氧化胁迫后细菌的存活率进行二者耦联关系的研究.研究表明,pH值、TOC和TN是影响库姆塔格沙漠东缘中可培养细菌群落结构的主要因素;分离出的105株细菌分别归属于放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）,在可培养细菌数量（9.96×10⁵CFU/g）和物种丰富度（9个属共72株菌）方面放线菌门均为最优势的门;除拟杆菌门以外,归属于放线菌门、厚壁菌门和变形菌门的可培养细菌中都筛选出了兼具抗辐射-抗氧化的菌株.通过抗辐射抗氧化性能研究表明可培养细菌的抗辐射能力与抗氧化能力具有一定的正相关性;UV-C辐照强度的D₁₀（致死率为10%）剂量高于100J/m²的菌株占可培养细菌总数的21.3%,过氧化氢耐受浓度的D₁₀剂量高于10mmol/L的菌株占70.2%,其中放线菌门的3株细菌K4-10、K5-3和K2-40兼具有很强的抗辐射和抗氧化能力.     

进水底物浓度对蔗糖废水产酸合成PHA影响研究

混合菌群合成生物可降解塑料(PHA)成为目前研究的热点,三段式PHA合成工艺(水解产酸、产PHA菌富集、PHA合成)被广泛应用.在三段式工艺中,产PHA菌的富集非常关键,只有稳定产生PHA菌才能保障PHA合成的产量.针对产PHA菌富集系统容易出现污泥膨胀的问题,本研究考察了进水底物浓度对产PHA菌富集效率及运行稳定性的影响.在560mg·L-1、1 120 mg·L-1、1 680 mg·L-1这3组不同进水底物浓度的对比实验中,证实了COD 1 120 mg·L-1条件下富集反应器能够在较短污泥龄下稳定富集具有较高污泥浓度的高效产PHA菌,且不会发生污泥膨胀.在94 d的富集期后其批次实验最大PHA含量、PHA转化率(COD/COD)及PHA比合成速率能分别达到50%、0.714 5及0.191 2 mg·(mg·h)-1.研究还同时证实细胞内糖原水平高低与其PHA合成能力密切相关,可采用其作为富集效果的重要检测指标之一.     

一株耐盐废水降解菌株的分离与特性

从皂素废水生化处理系统中活性污泥中分离筛选出1株耐高氯离子(CaCl)2的皂素废水降解菌S616,并对其进行菌种鉴定和降解性能研究。综合16SrDNA测序结果和菌株的生理生化实验结果确定细菌S616为坚强芽孢杆菌;以皂素废水(COD6230mg/L,[Cl-]=20000～30000mg/L)为例,研究其降解能力:发现该菌株能有效去除皂素废水中COD的能力,能在3d之内去除废水中的COD为70%以上(实验条件:恒温35℃,140r/min振荡,pH=7.5～8.0)。