固定化微生物降解石油的影响因素研究

为研究以天然有机材料为载体的固定化微生物降解石油的效果,使其应用于修复石油污染物成为可能,选取高效石油降解单株菌SM -1和混合菌MM -7为试验菌株,并以天然有机材料为载体,采用吸附法制备固定化微生物,考察不同材料载体YJ-07和YJ-05的固定化微生物的降解性能以及不同环境因素,包括pH值、初始油质量浓度、接种量、盐(NaCl)质量浓度对游离菌和固定化降解菌的石油降解率的影响.结果表明:固定化菌MM - 7(YJ-07)的石油降解率为59.6％,比固定化菌MM -7(YJ -05)高2.3倍;固定化菌对石油的降解效果明显优于游离菌,降解率较游离菌提高10％ ～43％,对环境因素的变化有更强的耐受性;各单株固定化菌与游离菌最适宜条件为pH=7～8,盐质量浓度5～7 g/L,石油质量浓度1～7 g/L,接种量10％～20％;混合菌的降解效果略好于单菌.     

多溴联苯醚好氧降解菌GH10的筛选及降解特性研究

从污水处理厂活性污泥中筛选得到一株多溴联苯醚好氧降解菌,命名为GH10.根据菌株形态特征、生理生化特性、16S rDNA基因序列及系统发育树分析,鉴定为长野雷夫松氏菌(Leifsonia shinshuensis).该菌能够利用十溴联苯醚作为唯一碳源生长,它对十溴联苯醚的降解率用HPLC法测定.十溴联苯醚质量浓度为10～50 mg/L时,降解效果较好,在十溴联苯醚初始质量浓度为50 mg/L、温度为30℃、摇床转速为150 r/min的条件下避光培养5d,菌株GH10对十溴联苯醚的降解率可达到59.24％.降解十溴联苯醚的最适条件为温度30℃,pH值7.0,接种量10％,相同条件下添加外加碳源葡萄糖可提高其降解率到90.08％.通过对十溴联苯醚降解动力学的模拟发现,添加外加碳源葡萄糖可以将十溴联苯醚的半衰期从3.91 d缩短至1.45 d.     

一株石油烃降解菌对原油的降解特性

从山东胜利油田沿海滩涂石油污染水体中分离得到1株以原油为唯一碳源的降解菌E-2.通过对原油降解率的测定,发现菌株E-2对石油具有较强的降解能力.在条件初步优化下培养5d,其对原油的降解率在扣除自然降解部分后达到50.51%.E-2最适宜生长条件为:温度37℃,pH =7.5.当NaCl质量浓度为0～5g·L-1,原油质量分数为0.75%～1.5%时菌株E-2处于最佳生长状态.通过GC-MS分析,菌株E-2对原油中链烃C34～C38的部分降解最显著,对链烃C26 ～ C33也有一定的降解作用,表明E-2对长链烃类的降解具有明显的优势.菌株E-2与优势菌株HB-1按1∶1组成混合菌液,两种菌株仍能各自显著降解链烃碳源,同时对C16～C30的降解明显增强,反映了两菌对这一段碳链的协同降解效果.HB-1与E-2按1∶1混合,石油降解率提高到63.62%(单独HB-1菌株石油降解率为54.62%);HB-1与E-2按1∶3混合,其降解率为80.60%;HB -1与E-2按3∶1混合,降解率为81.83%.     

低温等离子体降解毕兹的反应机理研究

基于ReaxFF力场利用LAMMPS软件建立毕兹分子(QNB)的模型,模拟微观条件下等离子体降解毕兹的反应机理.通过模拟考察300 K恒温条件下毕兹在活性粒子作用下的行为.研究表明毕兹在O自由基作用下降解主要通过苯环活化开环、羟基夺氢反应以及奎宁环中N-O键的形成3个过程,·HO2、O2、NO、NO2这4种活性粒子在模拟中基本未对毕兹分子造成任何破坏.利用ReaxFF MD分子模拟方法对常温环境下等离子体降解毕兹反应机理研究的一个尝试,可为相关的毒剂降解试验机理分析、理论研究提供一定的参考.     

两种富集驯化条件下石油降解细菌菌群的特性研究

为了强化微生物修复石油污染土壤的效果,在实验室条件下,以传统的微生物培养技术为基础,结合分子生物学技术,对石油污染土壤经两种富集驯化培养基培养后的细菌菌群数量及细菌结构变化进行了测定和分析。结果表明:连续富集驯化4个周期后,在无机盐加原油富集驯化条件下,细菌浓度可以达到1.30×1012CFU/mL,比在牛肉膏蛋白胨加原油富集驯化条件下的细菌浓度(3.05×108CFU/mL)高4个数量级;从生物多样性看,无机盐加原油驯化得到的菌群更丰富,有11种细菌,而采用牛肉膏蛋白胨加原油驯化条件得到的菌群中只有4种细菌,当以原油为唯一碳源对土壤微生物驯化时,微生物数量较多,且多样性较高。在无机盐原油培养基条件下,菌群的石油降解率远高于牛肉膏蛋白胨原油培养基条件下菌群对原油的降解率,7 d和15 d的降解率分别可达到20.7%、13.2%和52.2%、35.7%。研究表明,不同的富集驯化方式对菌群的组成有较大影响,在未来应用中菌群的复杂性值得关注。     

石油降解菌的筛选、降解特性及其与基因的相关性研究

以Bush-hass培养基为筛选培养基,从3种不同来源的石油污染土壤中富集、分离、筛选获得16株可以以石油烃为唯一碳源的菌株。对菌株的生理生化性质、石油烃降解效果、菌株种属和菌株所含石油烃降解基因进行了检测。结果表明,筛选出的16株菌分属于铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)和不能确定种名的假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、黄杆菌属(Flavobacteriaceae)、埃希氏菌属(Escherichia)和无色杆菌属(Achromobacter)的细菌。其中7株菌株对水相中石油烃的降解率在降解时间为20 d时可达到31.5%~54.7%。对菌株的降解基因检测结果表明,当降解菌中同时含有双加氧酶和单加氧酶控制基因时,菌株对石油烃显示出较强的降解能力。     

一株高效苯酚降解菌的性能研究及动力学分析

苯酚和酚类化合物是工业废水中的主要环境污染物,如焦化厂、炼油厂和石油化工厂等,去除工业废水中的酚类化合物对环境保护有极其重要的意义。通过富集驯化,从石化污水处理厂的活性污泥中筛选出一株产生物表面活性剂的高效苯酚降解菌。并对其进行了生理生化鉴定及降解性能的研究。实验结果表明,BPH-3菌为假单胞杆菌;菌株最佳的降解条件pH=7.0,温度为30℃,转速为150 r/min,最高耐盐度为3%,在接种量为5%,苯酚初始质量浓度为600 mg/L,菌株12 h内的降解率可达100%。     

降解嗪草酮微生物菌剂的制备及稳定性研究

通过富集培养分离出嗪草酮降解菌N1,降解菌在固体平板上培养,菌落大,表面粗糙,扁平,不规则,为质地软、稍有光泽的白色菌落,直径为5～7mm.菌体细胞为杆状,末端方,成短或长链,菌体大小为1.0～ 1.2 μm× 3.0～ 5.0 μm.将N1降解菌制成菌剂,用气楣色谱法进行定量分析,通过单因素试验确定菌剂中载体配比、接种菌液量、加入营养液量、发酵时间、烘干温度等影响因子的优势条件,设计正交试验确定最优菌剂制备条件:m(豆粕):m(麦麸):m(木屑):m(硅藻土)比例为60:20:15:5,接种菌液量为15％,营养液量为10％,发酵时间为48 h,烘干温度为30℃.在上述条件制备的菌剂对嗪草酮的降解率为79％.该菌剂在25℃下保存50d后对嗪草酮仍有较高的降解效果.     

一株高效废水除臭粪产碱菌的筛选及除臭特性研究

为了研究新型微生物除臭剂,以氨和硫化氢去除率为指标,采用驯化富集、稀释涂平板和分区划线的方法,从垃圾渗滤液中筛选出4株除臭菌。通过初筛和复筛试验获得1株除臭率最高的菌株,命名为X3。该菌株对氨和硫化氢的去除率分别为85%和82%。经过形态学观察、生理生化试验及16S rRNA基因分析,X3为粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)。对其除臭特性进行了研究。结果表明:随生长曲线进入对数期,除臭率也呈现对数增长,在稳定期时,除臭率达到最高;上清液对氨和硫化氢的去除率分别为37%和30%,而下沉细胞对氨和硫化氢的去除率高达83%和79%,因此,该菌的主要除臭成分为活体细胞。     

一株2-氯苯酚降解菌的紫外诱变研究

为获得高效降解2-氯苯酚的菌株,以红假单胞菌1D为出发菌株进行紫外诱变处理,确定了紫外诱变时间,考察了诱变前后荫株对2-氯苯酚的耐受性与降解能力的变化.紫外诱变时间与致死率效应试验确定该菌株的最佳诱变时间为50 s.不同质量浓度2-氯苯酚对出发菌株和诱变菌株脱氢酶活性的影响试验结果表明,出发菌株与诱变菌株脱氢酶活性随2-氯苯酚浓度增加都逐渐降低,而诱变菌株脱氧酶活性下降程度明显小于出发菌株.在此基础上运用化学品对水生生物急性毒性试验的标准方法研究了 2-氯苯酚对出发菌株和诱变菌株生长的安全质量浓度、半致死质量浓度(IC50).结果表明,2-氯苯酚对诱变菌株的安全质量浓度和半致死质量浓度较出发菌株分别提高700%和60.4%.此外,经紫外诱变后菌株对2-氯苯酚的降解率可达到67.1%,较诱变前提高了98%.因此,经过紫外诱变处理后的菌株对2-氯苯酚的耐受性及降解能力均得到明显改善.     

污水处理厂微生物气溶胶的暴露风险评价

为了给污水处理厂微生物气溶胶的健康风险评价提供定量依据,于2011年6—7月利用Andersen 6级撞击式空气微生物采样仪对西安市第三污水处理厂氧化沟单元内不同距离处的细菌气溶胶进行现场采样,利用平皿培养和菌落计数对细菌进行分析。选用适于我国国情的暴露因子参数,建立暴露风险评价模型,对污水处理厂的工人及周围居民的健康风险进行评价。评价点的细菌气溶胶浓度采用修正的高斯模型计算。结果表明,呼吸吸入是人体(儿童和成人)摄入微生物气溶胶的主要途径,暴露非致癌风险商随距离的增加而逐渐降低。同种途径在同样位置,儿童的风险商是成年男性或成年女性的2~3倍。经呼吸途径的风险商从大到小为儿童、成年男性、成年女性,经皮肤接触途径的风险商从大到小为儿童、成年女性、成年男性。     

邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解菌的分离鉴定及降解特性

采用梯度压力驯化法从河流沉积物中筛选到一株能够以邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl Phthalate,DMP)作为碳源和能源生长的菌株,命名为THF-2,对其进行16S r DNA扩增、T/A克隆后测序,菌株THF-2被鉴定为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。研究了温度、初始p H值和表面活性剂对菌株THF-2降解DMP的效果,测定了邻苯二甲酸酯(PAEs)对菌株THF-2生长的影响,进而分析了菌株对不同质量浓度DMP的降解效果。结果表明,菌株在15~20℃对DMP具有良好的降解效果,最适温度为20℃;在p H=4~8范围,随p H值升高,DMP降解率增大,最佳p H值条件为8.0。在最适条件下,经过72h培养,菌株THF-2对质量浓度500 mg/L的DMP降解率达89.5%。不同表面活性剂对THF-2降解DMP的影响存在差异。添加质量分数1%非离子表面活性剂曲拉通X-100和吐温80,对THF-2降解DMP有一定的促进作用,但差异不显著(p0.05);当曲拉通X-100和吐温80添加质量分数为2%和3%时,降解作用受到抑制,降解率与添加量呈显著负相关(r=-0.98,p0.05)。添加离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)会抑制THF-2对DMP降解作用。DMP降解试验表明,当DMP质量浓度为100~500 mg/L时,THF-2对DMP的降解符合一级动力学方程模型,降解半衰期为13.92~27.08 h。因此,菌株THF-2可应用于低温地区及低温条件下DMP的生物处理。     

一株蜡状芽孢杆菌降解毒死蜱的影响因素研究

为了明确一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus HY-2)对毒死蜱的降解特性,在基础培养基中定量添加毒死蜱和降解菌进行混合摇培,每12 h取样检测毒死蜱残留量和菌株生长量,研究了接种量、毒死蜱初始质量浓度和含盐量等因素对菌株降解毒死蜱的影响。结果表明,接种量为8%(体积分数,接种体密度为OD600=3.0)时对80mg/L毒死蜱的降解率最高,为53%。随毒死蜱初始质量浓度增加,菌株的生长受到不同程度的抑制,然而随着毒死蜱的降解,菌体的生长量迅速增加,培养液的p H值随降解菌的增殖而逐渐上升。毒死蜱初始质量浓度为40~150 mg/L时,随降解时间延长,毒死蜱的残留质量浓度逐渐下降;而毒死蜱初始质量浓度为200 mg/L时,毒死蜱质量浓度在降解过程中出现了先上升后下降、然后逐渐下降的现象。降解菌对Na Cl有较高的耐受度,当Na Cl质量浓度为20~70 g/L时,降解菌在60 h时对80 mg/L毒死蜱的降解率为27%~53%。     

溶胞菌的筛选、特性及其污泥减量效果

采用抑菌圈法从活性污泥中筛选溶胞菌,研究溶胞菌用于污泥减量的效果。在5种溶胞菌中RJM-2对金黄色葡萄球菌的溶胞能力最好。根据形态、生理生化及16SrRNA测序,鉴定RJM-2为短小芽孢杆菌属。为了分析RJM-2的活性物质成分,分别对发酵上清液进行121℃高压蒸汽处理及蛋白酶K处理。结果表明,10 min内RJM-2发酵上清液与对照组相比能使金黄色葡萄球菌(S.aureus)的OD580(580 nm条件下检测溶液的吸光度)下降0.12,而经过处理的发酵上清液OD580在2 h内无下降,这表明溶胞能力主要来自蛋白酶的作用。RJM-2对受试的5株革兰氏阴性菌及多株革兰氏阳性菌具有溶胞能力。RJM-2接种到污泥中24 h后能够使污泥SCOD(溶解性化学需氧量)达到111.96 mg/L,与不接种RJM-2的对照组相比SCOD增加了90.50 mg/L;在36 h内TSS(悬浮物固体)去除率达到56.68%,使污泥比阻下降了47.73%,污泥滤饼的含水率从83.6%下降到78.0%。研究表明,RJM-2能有效减少污泥TSS含量,降低污泥的比阻,改善污泥脱水性能。     

产絮凝剂细菌的筛选及其培养条件研究

从活性污泥、农药厂土壤中分离筛选到8株产絮凝剂细菌,经过复筛得到一株高效絮凝剂产生菌NT-1.该菌产絮凝剂的适宜碳源为蔗糖,适宜氮源为酵母膏,初始pH值7.0～8.0,装液量45～75 mL/150 mL,接种量3%～6%,摇床转数为150 r/min,32 ℃培养36～72 h;产生具有高效稳定絮凝活性的絮凝剂,对高岭土悬液的絮凝率均在90%以上.     

铜绿假单胞菌降解菲的产物鉴定及代谢过程

研究了1株能快速降解疏水性化合物的铜绿假单胞菌NY3对菲的降解机理。GC-MS分析表明,该菌代谢菲的各个阶段,能够被检测到的主要酸性产物有1-羟基-2-萘甲酸、α-萘酚、邻羟基苯基羰基乙酸、水杨酸、苯甲酸等。铜绿假单胞菌NY3经过一系列氧化代谢将菲转化为1-羟基-2-萘甲酸,进一步反应生成α-萘酚。由菲到1-羟基-2-萘甲酸,未检测到其他产物,说明该阶段产物被继续代谢的速度快,产物含量低不易积累。1-羟基-2-萘甲酸为体系中积累的唯一的主要代谢产物。尽管继续代谢速度慢,但它可以按照α-萘酚、邻羟基苯基羰基乙酸、水杨酸、苯甲酸途径被继续转化。NY3降解菲的代谢产物中未检测到二羟基萘、苯二酚等多羟基化合物,但羟基和羧基处于邻位的化合物,如1-羟基-2-萘甲酸和水杨酸有非常明显积累的趋势,α-萘酚和苯甲酸积累速度次之。     

微生物絮凝剂产生菌的初步筛选及条件试验

从活性污泥中筛选到18株絮凝剂产生菌,经复筛得到一株高效絮凝剂产生菌L-3.分别研究了碳源、氮源、无机盐、初始pH值、培养温度等对其产生絮凝剂的影响.结果表明,葡萄糖、玉米淀粉是较好的碳源,酵母膏为最佳氮源,最适宜培养温度为30 ℃,初始pH为7～9,摇床转速为160 r/min.     

PVA/ZnONPs活细胞固定化载体的构建及喹啉生物降解特性试验研究

利用ZnO纳米颗粒(ZnONPs)修饰聚乙烯醇(PVA)制备活细胞固定化载体,并将喹啉降解菌Ochrobactrum sp.LC-1固定。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,ZnONPs均匀地分布在PVA内部孔隙表面,强化了对细菌及喹啉的吸附效果,且载体内部有大量孔隙支持细菌生长。喹啉生物降解结果表明,固定化细胞喹啉氧化还原酶(Qor)活性是游离细胞的1.7倍,喹啉降解能力大大增强。固定化细胞经驯化后,在喹啉起始质量浓度500 mg/L的条件下,10 h后,固定化细胞喹啉降解率为99.8%,远高于游离细胞的43.2%。当喹啉质量浓度为600~800 mg/L时,固定化细胞对喹啉的降解率可稳定在95%以上,固定化细胞重复利用30次后,喹啉降解率仍维持在94.9%以上,表现出良好的机械耐受强度,可应用于实际生产。     

一株石化废水中脱氮产微生物絮凝剂菌株的鉴定与性能

筛选出了一株适用于石化污水处理的异养硝化-好氧反硝化产微生物絮凝剂菌株HAD-2,鉴定其为门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina),考察了其最佳硝化条件、反硝化性能及在模拟污水中的脱氮能力。菌株为耐热菌,偏碱性(pH=8.5)和高碳氮比(25∶1)时硝化性能最佳。在异养硝化体系中,12 h时菌株对氨氮的去除率达到92.29%,硝酸盐和亚硝酸盐积累少;在反硝化体系中,12 h时菌株对亚硝酸盐和硝酸盐的去除率分别达到86.40%和84.92%;在模拟废水中,48 h时菌株对氨氮、硝态氮和亚硝态氮的降解率分别达到95.25%、65.47%和72.40%。菌株在多种培养基中可产微生物絮凝剂,在葡萄糖培养基中絮凝能力最佳,絮凝率为94%。     

Identification of managerial shaping factors in a petrochemical plant by resilience engineering and data envelopment analysis

Resilience engineering (RE) is a novel approach that is capable of controlling and limiting incidents and accidents. This study identifies managerial shaping factors in a petrochemical plant by RE and data envelopment analysis (DEA). To do this, a standard questionnaire containing resilient factors is completed by managers of a petrochemical plant. Then, the best DEA model is selected based on average efficiency and statistical test. In addition, sensitivity analysis are performed to identify the most important shaping factors. Reporting culture, management commitment, and preparedness are identified as the most important factors in this paper, respectively. Finally, the proposed model is validated and verified through statistical experiment. The proposed approach would help managers to have a comprehensive understanding of the plant with respect to the RE. To the best of our knowledge this is the first paper that examines resilient shaping factors in a petrochemical plant with respect to management and organization by DEA.