产漆酶食用菌的粗酶液对多环芳烃降解研究

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,可以降解多种有机污染物,其中包括多环芳烃。但是由于纯漆酶的价格昂贵,限制了在环境修复中的应用。采用液态和固态2种方式培养了食用菌Pleurotus ostreatus和Coprinus comatus,并考察了固态培养的粗酶液对多环芳烃的降解和去毒能力,结果发现2种真菌均可产漆酶,但不产木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶,其中固态培养的漆酶产量高于液态培养,且C.comatus的漆酶产量大于P.ostreatus。2种真菌固态培养的粗酶液对多环芳烃均有一定的降解和去毒作用,且P.ostreatus粗酶液的漆酶活性虽然较低,但是对多环芳烃降解率和去毒效果却优于C.comatus,这可能是P.ostreatus的粗酶液中含有较多的调节物质造成的。P.ostreatus的固态发酵粗酶液对蒽、苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苊等均有较高的降解率(50%以上),但是对生物有效性高的萘的降解率却较低,这种降解特征可能与底物的电离势大小有关。     

漆酶/香草醛体系生物降解毒死蜱影响因素的研究

研究了漆酶介体体系对有机磷农药毒死蜱生物降解的效果及影响因素.通过对6种介体的试验比较,筛选了合适的介体.在试验条件下,1-羟基苯并三唑(HBT)和2,2’-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)对漆酶降解毒死蜱存在一定的抑制作用,紫脲酸(VA)和2,6-二甲氧基苯酚(2,6-DMP)对漆酶降解毒死蜱未起促进作用,而天然产物香草醛和愈创木酚可促进漆酶降解毒死蜱,香草醛的促进作用最为明显,选择香草醛作为漆酶介体体系中的介体.研究了漆酶/香草醛体系中,反应时间、漆酶初始酶活、pH、温度、介体投加量及投加方式、毒死蜱初始浓度等因素对毒死蜱生物降解效果的影响.结果表明,控制漆酶初始酶活为0.050 U/mL、pH为5.0、温度30℃,分2次投加香草醛(香草醛与毒死蜱初始值摩尔比分别为40和80)情况下,漆酶/香草醛体系即可在24 h内实现对25 mg/L毒死蜱的有效降解,降解率达98％.     

三株优势菌对多环芳烃的降解性能研究

多环芳烃具有毒性、生物蓄积性和半挥发性,并能在环境中持久存在。生物修复处理具有费用低、效果好、污染物残留量低、不产生二次污染、能够保持或改善植物生长的土壤结构等优点。实验分别在对单一菌株、两两混合菌株及三株菌混合等三种情形下,对蒽、菲、芘的降解作用进行了研究。研究结果表明：单一菌株对蒽、菲、芘有一定的降解能力,菌株混合时,对蒽、菲的降解率有所提高;三株菌种混合时,黄杆菌对放线菌、红球菌的生长过程有抑制作用;蒽、菲、芘的降解过程会不断交替进行着产酸和脱羧过程,使降解液pH值出现波动;同时在降解过程中,菌体能产生表面活性物质,这有利于蒽、菲、芘的生物降解转化。     

氯过氧化物酶对苯酚生物降解的促进作用

氯过氧化物酶是一种底物广泛的手性催化剂,可以催化卤素离子、芳香族化合物和醇类化合物等进行过氧化反应.利用氯过氧化物酶催化氧化苯酚,考察其对苯酚生物降解的促进作用.结果表明,500、1 000 mg/L苯酚在氯过氧化物酶为10 U/mL、pH为6.5、H2 O2投加量为10 mg/L时8h苯酚降解率分别达到86.6％和83.8％,比单纯菌株降解显著提高.说明氯过氧化物酶能快速清除苯酚污染的危害,提高苯酚的生物降解速率.     

非离子型表面活性剂吐温80增溶条件下菲的生物降解

本实验的目的是研究非离子型表面活性剂吐温 80 (Tween 80 )对菲的溶解及生物降解过程的影响。结果表明 ,通过吐温 80促溶 ,菲在水中的溶解度有明显的提高。在与菲共同降解的过程中 ,吐温 80亦能作为碳源被降解微生物利用。但是 ,高浓度的吐温 80对菲的降解有一定的抑制作用 ,同时在菲的降解完成后造成较高的残留表面活性剂量和微生物量     

非离子型表面活性剂吐温80增溶条件下菲的生物降解

本实验的目的是研究非离子型表面活性剂吐温80(Tween—80)对菲的溶解及生物降解过程的影响。结果表明，通过吐温80促溶，菲在水中的溶解度有明显的提高。在与菲共同降解的过程中，吐温80亦能作为碳源被降解微生物利用。但是，高浓度的吐温80对菲的降解有一定的抑制作用，同时在菲的降解完成后造成较高的残留表面活性别量和微生物量。     

生物炭和碳纳米管固定化漆酶去除水体雌二醇

漆酶是一类具有高效的催化氧化能力的含铜多酚的氧化酶,而固定化漆酶技术在有机废水处理领域受到了越来越多的关注。通过比较吸附法和包埋法利用木炭(WB)、竹炭(BB)和碳纳米管(CNT)固定游离漆酶去除水体雌二醇(E2)。在25°C、pH=5条件下,固定化漆酶经120 h贮存仍保留80%的活性。经过5次循环研究,固载的漆酶仍保留了27%～58%的剩余活性。结合扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱,证实了漆酶成功地负载在碳基材料上。仅在8 h内,50 mg·L^-1 E2通过吸附法制备的WB、BB、CNT固定化漆酶去除了42.92%、47.66%、43.92%,而包埋法制备的WB、BB、CNT固定化漆酶分别去除84.08%、87.20%、87.86%。结果表明,包埋法固定化漆酶对E2的去除效率更优,这是由于包埋固载在生物炭和CNT的漆酶更为稳定。此外,K⁺和Mn²⁺离子可能通过干扰漆酶的电子传递过程影响漆酶的活性,从而抑制E2的去除。本研究旨在为固定化漆酶在有机废水处理的实际应用提供指导。     

共基质体系下漆酶介体系统降解氮杂环化合物的研究

采用2,2-连氮-双-(3-乙基苯并噻吡咯啉-6-磺酸)(ABTS)作为介体,与纯漆酶组成漆酶介体系统(LMS),分别研究了单基质和共基质体系下LMS对氮杂环化合物的降解。结果表明:(1)LMS对单基质和共基质体系中的吲哚的降解反应很快达到平衡,约为1h。(2)共基质体系中吡啶的引入,对吲哚的降解没有明显的促进或抑制作用;共基质体系中喹啉的引入,对吲哚的降解有较小的促进作用,而同时引入吡啶和喹啉,一定程度上也促进了吲哚的降解。(3)喹啉不能被LMS所降解。共基质体系中吲哚的引入,对吡啶的降解有一定的抑制作用;对喹啉的降解有一定的促进作用。(4)在LMS的作用下,推断吲哚生成的中间产物是氧化吲哚和靛红;吡啶生成的产物是戊二醛和戊二酸;喹啉最先生成2-羟基喹啉。     

嗜热栖热菌降解氟喹诺酮类抗生素

氟喹诺酮类抗生素在各种环境基质中积累造成的生态和耐药基因污染等问题已引起广泛的关注。为了能够有效去除环境中氟喹诺酮类抗生素污染并且探究其生物代谢途径,利用嗜热菌Thermus sp. C419在高温(70℃)条件下降解2种典型的氟喹诺酮类抗生素(诺氟沙星和恩诺沙星),分析了菌株C419对这2种药物在单一和混合添加时的降解特性;通过UPLC-MS/MS检测了其相关的降解产物,并推测了可能的代谢途径;利用平板扩散法对生物降解后的氟喹诺酮类药物进行抑菌活性测定。结果表明:氟喹诺酮类化合物可被菌株C419有效降解,降解率为60%～80%;该生物降解过程符合一级动力学模型,培养基中氟喹诺酮类化合物浓度越高,降解率越高,降解半衰期越短;菌株C419对诺氟沙星的生物降解有3条可能的降解途径和7种降解产物,对恩诺沙星的生物降解有4条可能的降解途径和6种降解产物。此外,与2种药物的母体化合物相比,生物降解后药物对不同细菌的抗菌活性均有一定程度的降低,这说明嗜热菌株C419在热环境中去除氟喹诺酮类污染物方面可能会具有良好的实用性和应用前景。     

沉积物中2株多环芳烃降解菌的分离鉴定及其对菲、荧蒽的降解特性

从长江重庆主城段近岸表层沉积物中,分离出2株能以菲和荧蒽为碳源和能源生长的菌株(命名为CJ1、CJ2),经鉴定分别为黄杆菌属(Flavobacterium sp.)和克雷伯氏杆菌属(Klebsiella sp.)。进行了菲和荧蒽在初始浓度为20~200 mg/L条件下的生长代谢过程与降解动力学分析。结果表明,CJ1对菲和荧蒽的降解效能总体优于CJ2。15 d时CJ1和CJ2对菲的降解率最高分别为74.3%和70.3%;30 d时CJ1和CJ2对荧蒽的降解率最高分别为58.2%和49.9%。初始浓度为200 mg/L时,两菌株对菲、荧蒽的降解受到一定程度抑制。     

漆酶对活性黑KN-B和直接大红染料的脱色性能

利用白腐真菌漆酶对活性黑KN-B和直接大红2种偶氮染料进行脱色实验。考察反应时间、加酶量、pH值、染料浓度、温度对脱色率的影响,研究了ABTS介体以及金属离子存在下的脱色效果,并分析了漆酶脱色的动力学性能以及其对偶氮染料的降解规律。结果表明,活性黑KN-B和直接大红脱色适宜条件为：反应时间为30 min,加酶量8 U/mL,pH=7,染料浓度分别为50 mg/L和80 mg/L,温度40~45℃。ABTS介体对酶促偶氮染料脱色没有明显促进作用。Fe²⁺对漆酶脱色有较强的抑制作用;Cu²⁺对漆酶催化活性黑KN-B促进作用较大,对直接大红影响较小。漆酶对2种染料的脱色反应符合米氏方程,其催化活性黑KN-B和直接大红染料的K_m值分别为114.81 mg/L,317.5 mg/L,v_max值分别为6.57 mg/（L·min）和26.0 mg/（L·min）。     

Ganoderma sp.SYBC L48漆酶酶学性质及其对酸性红1的脱色性能

对灵芝菌Ganoderma sp. SYBC L48漆酶进行了纯化和酶学性质分析,并利用该漆酶对偶氮染料酸性红1进行脱色处理;考察了脱色体系中各因素对脱色效率的影响;采用小麦种子和水稻种子对酶处理后的染料进行了毒性测试。结果表明,以ABTS为底物时,该酶的最适pH为2.5,最适温度为60℃,在pH5～9和20～60℃具有良好的稳定性,Co2+、Cr~(3+)和Fe~(3+)离子对酶活性有较强的抑制作用。在染料浓度100 mg·L-1,酶浓度0.5 U·mL-1,介体HOBT浓度0.25 mmol·L-1,pH为4,50℃的条件下反应30 min后,该漆酶对酸性红1的脱色率可达90.3%;1 mmol·L-1的Cr~(3+)、Cu~(2+)、Al~(3+)和Ni~(2+)存在下,漆酶仍能催化酸性红1脱色;脱色后染料的植物毒性下降。上述结果表明该漆酶在纺织废水处理中具有一定的应用前景。     

河道藻源胞内有机质光化学-生物降解机制

藻细胞破裂后会向水体释放大量的胞内有机质(intracellular dissolved organic matter, I-DOM)。I-DOM在河道中将经历复杂的光降解和生物降解过程,影响其在河道中的迁移转化和环境效应。为了探明光照和微生物对I-DOM的降解机制,开展了光降解、生物降解和光-生物降解实验。结果表明,I-DOM经7 d光降解和生物降解后,溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)的去除率分别为70%和81%;虽然光照1 d能去除38%的DOC,但后续生物降解(光-生物降解)与无光照生物降解对DOC的去除效率一致。进一步的研究表明,生物降解过程中的呼吸商(respiratory quotient, RQ)低于光-生物降解过程,说明相比于生物降解过程,光-生物降解过程中经光照后生物呼吸时所利用I-DOM的性质发生了改变,进而影响了生物呼吸时O₂的消耗和CO₂的产生。生物降解过程中微生物主要利用原始的I-DOM分子;而在光-生物降解过程中,生物降解过程的微生物主要利用经光降解转化后的I-DOM分子。...     

漆酶/HBT介质系统对靛蓝染料及废水脱色的初步研究

以云芝(Trametes versicolor)1126发酵所得漆酶粗酶液与1-羟基苯并三唑(HBT)组成的漆酶/HBT介质系统对靛蓝染料进行脱色实验,分别考察了温度、转速、pH和HBT与漆酶的加入量等条件对靛蓝染料脱色的影响.最终确定的优化脱色条件为:温度60℃,转速200r/min, pH4.5, 100mL靛蓝染料"溶液"中粗酶液和HBT溶液分别加入2mL.以上述脱色条件对靛蓝印染废水进行脱色实验,反应80min,脱色率可达90.1%.     

紫外辐射加速磺胺嘧啶生物降解的机理

采用紫外光解与生物降解耦合的方法可以明显提高磺胺嘧啶(SD)的生物降解速率。经过分析,发现SD在紫外光解过程中首先生成对氨基苯磺酸(p-aminobenzenesulfonic acid,ABS)和2-氨基嘧啶(2-aminopyrimidine,2-AP),而ABS很快分解为苯胺(aniline,An)和SO2-4。其中2-AP不能加速苯胺的生物降解,反而具有一定的生物抑制。而苯胺可以提高其生物降解速率。按比例同时将2-AP和An加入到SD溶液中,其生物降解速率与紫外光解耦合生物降解时相近,是单独生物降解速率的2倍。这是因为苯胺在生物氧化过程中,可以提供足够的电子并通过共基质作用加速SD的初始单加氧反应。     

纤维素降解菌的筛选及其产酶特性

纤维素降解菌在纤维素类物质降解的过程中起着重要作用。通过滤纸条崩解和液态产酶实验,从腐烂的树叶中筛选出1株对纤维素有较强降解能力的菌株SY2,通过形态学特征以及生理生化反应,初步鉴定该菌株为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescent)。产酶培养基及培养条件优化的实验结果表明:SY2的最佳产酶培养基为麸皮与秸秆粉的质量比1∶4、(NH4)2SO41%、pH8、固液比1∶2;最佳产酶条件为培养温度30℃、接种量7.5%、培养时间72 h;在酶液中添加Fe2+和VB12可使纤维素酶活力分别达到174.89μmol/(g.min)和165.99μmol/(g.min),提高了33.5%和26.3%。SY2对麸皮、滤纸的降解效果较好,降解率分别达到45.0%和33.3%。     

乳液电纺纤维膜固定化漆酶及其对水中酚类污染物的降解

为了提高漆酶在水体有机污染物控制中的实用性,以乳液电纺作为酶固定化方法,以电纺纤维膜作为载体制备固定化漆酶,考察并优化了纺丝电压、乳化剂和酶溶液添加量等因素对载漆酶电纺纤维膜形貌和酶学性能的影响。结果表明,在纺丝电压为12 k V、乳化剂F108添加量为10 wt%(相对于聚合物质量),漆酶溶液添加量为0.5 m L的最优条件下,所得电纺纤维膜固定化漆酶能保持78.6%的活性,且纤维呈壳-核结构,漆酶可以被成功包埋固定在电纺纤维的核部分,使漆酶具有良好的储存和操作稳定性。将固定化漆酶用于净化水中典型酚类污染物,结果表明,其对水中2,4-二氯酚、双酚A和三氯生的去除效率均高于75%;且得益于纤维膜对水中三氯生的强吸附作用,固定化漆酶对三氯生的降解率达到83.2%,甚至高于游离漆酶(74.3%)。乳液电纺纤维膜固定化漆酶在水中酚类污染物净化方面表现出良好的应用前景。     

木质素降解放线菌的鉴定及产酶特性研究

为获得具有木质素降解功能的放线菌菌株并研究其产酶特性,通过苯胺蓝平板和木质素平板从造纸厂污泥中分离得到一株木质素降解放线菌AG-11,其对木质素的降解率可达60%以上,经过16SrDNA测序鉴定为灰略红链霉菌(Streptomyces griseorubens),Genbank登陆号为KX774674。研究了AG-11在液体条件下的产酶特性,发现AG-11对碱性木质素的降解主要依靠胞外漆酶(Lac)和胞外木质素过氧化物酶(LiP),且产酶活性受到木质素降解中间产物的诱导,同时对金属离子表现出了较强的敏感性,氧化胁迫也能显著提高AG-11的产酶活力,在20mmol/L H_2O_2胁迫下,其胞外Lac及胞外LiP酶活可分别达25.42、26.81U/mL。     

一株菲降解菌的筛选及降解动力学分析

从克拉玛依油田附近稠油污染土壤中筛选出能以菲为唯一碳源的菲降解菌y-8,通过形态观察、生理生化特性及16SrDNA比对序列分析对该菌株进行了鉴定,确定菲降解菌y-8属于弯曲假单胞菌(Pseudomonas geniculata)。菲降解菌y-8在30℃、接种量2%(体积分数)、pH=7.0、170r/min的条件下振荡培养72h,对初始质量浓度为100mg/L菲的降解率达到93.7%,同时可耐受较高质量浓度的菲(3 000mg/L)。同时,对不同初始浓度菲降解动力学曲线进行分析,建立菌降解的指数模型,得到一级反应动力学方程:lnc=-0.045 1t+A(其中,c为菲质量浓度,mg/L;t为降解时间,h;A为常数),半减期为91.01h。     

漆酶/介质系统催化偶氮染料直接橙S脱色

利用灵芝菌Ganoderma lucidum漆酶的催化作用对偶氮染料直接橙S进行脱色处理,考察脱色反应体系各因素对脱色率的影响,初步探讨漆酶对直接橙S脱色降解机理。结果表明,2,2’-连氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)可显著提升漆酶对直接橙S的脱色效果。直接橙S脱色效果受多种条件的影响,在直接橙S初始浓度50 mg·L~(-1)、漆酶加入量0.26 U·m L~(-1)、2,2’-连氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)10μmol·L~(-1)、pH 6.0、50℃条件下,可获得较好的脱色效果,90min后脱色率可达到62.99%。吸收光谱分析表明,漆酶与2,2’-连氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)的协同氧化导致直接橙S分子结构的改变,是其快速脱色的主要发生机制。