高效降解1,4-二噁烷的固态菌剂制备及其性能研究

1,4-二噁烷污染的生物修复效果很大程度上取决于其降解菌的活性和数量.本研究在前期获得1,4-二噁烷高效降解菌Xanthobacter flavus DT8的基础上,研究了该菌的扩大培养方法,并制备了易于贮藏和运输的固态菌剂,考察了菌剂的性能.实验结果表明,菌株X.flavus DT8可在富营养培养基中培养,较优的培养基配方为:Na_2HPO_4·12H_2O 1.0 g·L~(-1),NH_4Cl 1.0 g·L~(-1),MgSO_4·7H_2O 0.2 g·L~(-1),酵母粉5.0 g·L~(-1),蛋白胨1.0g·L~(-1),丙酮酸钠1.0 g·L~(-1),pH 7.0~7.2.X.flavus DT8经发酵罐中扩大培养后,以草炭、硅藻土为载体,经进一步固态发酵制备了固态菌剂,微生物含量为2.17×10~(11)CFU·g~(-1),对1,4-二噁烷的降解效果明显优于活菌液.该菌剂具有良好的贮藏稳定性,4℃保藏90 d后对100 mg·L~(-1)的1,4-二噁烷48 h内去除率为63%;同时具有良好的底物广谱性,对醇类、苯系物和醚类物质也有很好的降解能力.     

新型二噁烷降解菌D21的分离及降解途径研究

该研究从污水环境中筛选获得1株以二噁烷(二氧六烷或1,4-二氧六烷)为唯一碳源生长的菌株D21,结合生理生化与16S rDNA鉴定分析,鉴定该菌株为申氏杆菌(Shinella sp.)。在pH 7.0、30℃的条件下,35 h的时间内,该菌株可将500 mg/L二噁烷完全降解。通过GC-MS研究D21代谢二噁烷的中间产物主要为1,4-二氧六环-2-酮和甲基乙基酮。     

二(噁)烷降解菌D4的分离、鉴定与降解特性

从生产聚酯切片污水曝气池中,分离到一株能以二(噁)烷(1,4-二氧六环)为唯一碳源生长的菌株D4.经形态观察、生理生化实验、16S rDNA基因序列分析,该菌被鉴定为短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus).D4降解二(噁)烷的最适条件为pH7.0、30℃,接种量10%,在24,48h内对1000mg/L 的二(噁)烷降解率分别为83.7%和85.6%,随着二(噁)烷浓度的升高,降解率下降.     

对硝基苯胺耐盐降解菌S8的筛选及特性研究

从江苏农药厂活性污泥中筛选出1株能以对硝基苯胺为唯一碳源和氮源生长代谢的耐盐降解菌S8.通过对其形态特征、生理生化特性以及16S rDNA序列分析,确定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).研究表明,该菌株具有较强的对硝基苯胺降解能力.当温度31℃和pH 6.0时,S8在72 h内对60 mg·L-1和120 mg·L-1对硝基苯胺的降解率分别为65.6%和55.8%.在高盐条件下,S8仍有较强的降解能力,当盐含量为7%时,对硝基苯胺降解率为49.5%(72 h);当盐含量为10%时,对硝基苯胺降解率为27.4%(72 h).利用LC-MS法分析降解产物时,共发现6种分子量不同的化合物,其中两种为苯酚及对苯二酚.此为首次关于对硝基苯胺耐盐菌株的研究报道,菌株S8可用于含有对硝基苯胺的高盐工业废水的微生物修复.     

低温条件下硝基苯降解菌的筛选及鉴定

在低温(15℃)条件下,从东北制药总厂曝气池和氯霉素生产废水集水池污泥中驯化、分离得到1株以硝基苯为唯一碳源的高效降解菌株cc-2,并通过菌体形态、生理生化反应特性及16S rDNA测序对其进行分析.同时,对菌株cc-2的生长和降解硝基苯的特性进行了研究.结果表明,菌株cc-2为鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii),该菌株利用硝基苯生长的最佳条件分别是:接种量为10%,生长温度为15℃,pH值为7.菌株cc-2可在硝基苯质量浓度低于400 mg.L-1的无机盐培养基中生长代谢,当硝基苯初始浓度为200 mg.L-1时,菌株48h的降解率可达66.84%.     

嗜盐拟香味菌Y6降解硝基苯的特性研究

研究拟香味菌Y6(Myroides odoratimimus strain)高盐条件下降解硝基苯的特性,拟解决高盐工业废水中硝基苯难降解问题.利用高效液相色谱测定硝基苯含量,分析高盐条件下温度、pH、硝基苯初始浓度、接种量、共代谢物等因素对菌Y6降解硝基苯特性的影响.结果表明,降解最佳条件为:pH值6,温度28℃,接种量D600=1,NaCl质量分数7%.在最佳降解条件下,菌株168 h内对100 mg·L-1和200 mg·L-1硝基苯降解率分别达到97.5%和65.7%.添加葡萄糖、淀粉和丙三醇对硝基苯降解均有促进作用,加入800 mg·L-1葡萄糖,其降解率达到93.3%(168 h,200 mg·L-1硝基苯).菌株Y6可用于硝基苯高盐工业废水的生物修复,这是首次报道耐盐拟香味菌降解硝基苯.     

一株苯酚降解菌的筛选鉴定及响应面法优化其降解

从某化工厂污水处理车间活性污泥中分离、筛选到一株能以苯酚为唯一碳源和能源生长的菌株YH8.基于形态特征、生理生化特性、BIOLOG细菌自动鉴定系统、16S rDNA和gyrB基因序列同源性分析鉴定菌株YH8,鉴定菌株YH8为Acinetobacter guillouiae.在苯酚浓度低于1200 mg·L-1,温度为26~34℃,pH为7.0~10.0时,菌株YH8培养60 h对苯酚的降解率达70%以上.运用单因素实验初步确定苯酚降解的最适外加碳源和氮源分别为山梨醇和NaNO3,最适温度为30℃,最适初始pH为9.0,最适接种量为5%.为了提高菌株YH8的降解率,首先利用Plackett-Burman实验设计评估并筛选出影响苯酚降解的3个关键因素为初始pH、苯酚浓度、山梨醇浓度.用最陡爬坡实验逼近以上3个因子的最大响应区域,采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定其最优降解条件为初始pH 9.26、苯酚浓度1163.63 mg·L-1、山梨醇浓度7.81%、接种量5%、NaNO_3浓度2%、温度30℃、培养时间96 h,在此条件下苯酚降解率可达98.95%.苯酚降解酶活性及酶定域实验表明,菌株YH8相关降解酶为胞内酶,且苯酚可诱导苯酚羟化酶(LmPH)和邻苯二酚1,2-双加氧酶(C_(12)O)的合成.通过降解酶特异性引物从菌株YH8扩增得到LmPH和C12O基因片段,经质粒检测和消除实验发现菌株YH8相关降解基因位于质粒上.此外,菌株YH8能耐受高浓度NaCl和多种重金属离子,对多种抗生素具有抗性.     

一株氯氰菊酯降解真菌的筛选鉴定及其降解特性研究

从雅安市售砖茶中分离筛选出一株对氯氰菊酯具有较高降解能力的真菌菌株YAT,根据其形态学及ITS序列分析,将该菌鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger).菌株YAT在PD培养基中168 h内对50 mg·L-1氯氰菊酯的降解率为54.83％,对氯氰菊酯的降解率与菌体生物量呈正相关.动力学研究表明,菌株YAT降解氯氰菊酯的过程符合一级动力学方程,在测试的底物(氯氰菊酯)浓度、温度、pH范围内,氯氰菊酯半衰期为85.750～281.958 h,较高温度及偏碱性条件有利于氯氰菊酯的降解,底物浓度越高,其半衰期越长.此外,菌株YAT对50 mg·L-1溴氰菊酯、氰戊菊酯、氟氯氰菊酯和氯菊酯的120 h降解率分别为27.53％、58.00％、53.23％和25.34％.     

1株镰刀菌属KY123915的分离及其对17β-雌二醇的降解特性

以西安市某污水处理厂A~2/O工艺的好氧池活性污泥为雌二醇降解菌菌源,以MYE为筛选培养基,利用富集培养和平板划线分离法筛选出1株可以利用17β-雌二醇(E2)为唯一碳源和能源进行生长代谢的菌株Wu-SP1.该菌株经鉴定为镰刀菌属(Fusarium sp.),菌株的序列号为KY123915,该菌株降解E2的最适温度为30℃,最适pH值为6,在弱酸性范围内(pH4~6),菌株对E2呈现较好的降解活性.在最佳温度和pH条件下对浓度为2 mg·L~(-1)的雌二醇48 h降解率可达92.5%.对浓度为10、100、500 mg·L~(-1)雌二醇的降解过程符合一级动力学反应.利用紫外光谱法对代谢中间产物进行测定发现,与雌二醇单体相比,代谢产物的最大吸收峰强度减弱,并在230nm和350nm处出现了较大吸收峰.中间产物可能为雌酮(E1).     

铜绿假单胞菌胞内酶粗提液对十溴联苯醚的降解

探讨了铜绿假单胞菌粗酶液对十溴联苯醚(BDE-209)的降解特性,结果表明,该菌株胞内酶在12 h内对1 mg.L-1的BDE-209降解率达到了69.22%,温度、pH值、酶蛋白浓度及底物BDE-209浓度均会影响胞内酶粗提液对BDE-209的降解效率.当BDE-209浓度为1 mg.L-1时,BDE-209适宜的酶促降解条件为:温度30℃,反应pH值7.5,且降解率随着酶浓度的增加而增大.胞内酶对BDE-209的降解过程符合一级动力学反应模型,底物浓度为1 mg.L-1时降解速率最快,半衰期为6.9 h.胞内酶降解BDE-209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为rmax=0.133 mg.(L.h)-1,Km=0.642mg.L-1,Ki=1.558 mg.L-1.     

好氧颗粒污泥及其高效菌株降解苯胺的试验研究

以苯胺为唯一碳源和氮源,培养降解高浓度苯胺废水的好氧颗粒污泥,该体系对苯胺废水的最高耐受浓度高达6 000mg/L.通过分离纯化,从颗粒污泥体系中获得2株具有不同降解特征的苯胺降解菌adx1和adx3,菌株adx1在降解速率上具有明显优势,而菌株adx3对苯胺的最高耐受浓度高于adx1.上述菌株在降解苯胺过程中均遵循Haldane动力学模型,菌株adx1和adx3的最大比较降解速率分别为0.924 g/(g.h)和0.645 g/(g.h),比生长速率分别为0.487 g/(g.h)和0.440 g/(g.h).16S rDNA测序结果表明adx1和adx3分别属于Pseudomonas和Achromobacter属,与好氧颗粒污泥PCR-DGGE指纹图条带1和4测序结果一致,表明上述菌株分别为好氧颗粒化体系中优势菌群之一.     

Rhodococcus sp.BX2菌对乙腈的降解特性及降解途径研究

对Rhodococcus sp.BX2菌降解乙腈的特性及其降解途径进行了研究.结果显示,在底物浓度为800mg·L-1,接种量为1.0%,培养温度为35℃,环境pH为7.5的条件下,16h时Rhodococcus sp.BX2菌对乙腈的降解率为95.98%;添加葡萄糖可在培养初期加快Rhodococcus sp.BX2菌的生长和对乙腈的降解,蔗糖、乙酰胺和尿素对其影响不大.将BX2菌接种到含有高乙腈浓度(25000mg·L-1)的合成废水中,培养180h后,乙腈降解率可达88.59%.在催化反应60min后,Rhodococcus sp.BX2腈水合酶与腈水解酶的总酶活可达到422.81U·mL-1,对其相关基因序列的分析结果表明,Rhodococcus sp.BX2中同时存在腈水解酶基因和腈水合酶基因,因此,确定乙腈的降解主要由腈水合酶途径完成,可能同时存在腈水解酶的降解途径.     

3株甲醛转化霉菌的碳源利用特性

研究了3株甲醛转化霉菌Trichoderma viride H1, Penicillium javanicum H2, Aspergillus flavus H4在不同碳源条件下对甲醛的转化特性.结果表明,3菌株都能利用4种复合碳源(0.1%甲醛+10%蔗糖,0.1%甲醛+10%麦芽糖,0.1%甲醛+10%淀粉,0.1%甲醛+10%葡萄糖)并转化甲醛,其转化率分别在99.6%、74.9%、99.3%以上,且都能以甲醛为唯一碳源并转化甲醛,其转化率分别为88.4%、64.1%、63.0%.菌株H1测到菌丝干重的增长.     

鸟粪石结晶反应在猪粪和玉米秸秆堆肥中的应用

控制堆肥化过程中的氨气排放是减少堆肥氮素损失的关键,应用鸟粪石结晶原理,以氢氧化镁［Mg(OH)₂］和磷酸（H₃PO₄）作为固定剂,按照摩尔比为1∶1,摩尔数为初始氮的15.4%添加到猪粪和玉米秸秆的堆肥物料中,通过26 d的密闭式底部强制通风静态堆肥.结果发现,添加固定剂的堆肥处理B中铵态氮含量显著提高,堆肥结束时,NH⁺₄-N含量为10.7　g·kg^-1,是未添加固定剂的处理A的3倍,全氮含量为36.9　g·kg^-1,比处理A提高10 g·kg^-1.同时,固定剂的添加促进了有机质的分解,堆肥结束时处理B的有机碳降解率比处理A高 2%,发芽率指数表明,处理B的腐熟度（96%）高于处理A（82%）.扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)及X射线能谱(energy dispersive X-ray spectroscopy,EDS)分析证实了堆肥产品中有MgNH₄PO₄·6H₂O的存在.说明通过添加Mg(OH)₂和H₃PO₄,可以改变堆肥的理化性质,促进堆肥的降解和腐熟,并通过鸟粪石结晶反应将堆肥中的铵态氮固定下来,有效提高了堆肥的营养价值.     

低浓度辛基酚的好氧生物降解特性和群落多样性

利用摇瓶序批式试验研究了好氧菌群对低浓度辛基酚的生物降解特性和群落特征.结果表明,在辛基酚初始浓度水平为200、100、50μg·L-1的条件下,一级反应动力学常数分别为0.131、0.219和0.431d-1,辛基酚浓度升高显示出一定的代谢抑制作用.在pH值为5～9的范围内,弱碱性条件(pH=8)最有利于辛基酚的生物降解.甲醇、葡萄糖、苯酚、酵母浸出物等有机添加物普遍可以改善辛基酚的生物代谢,其中,苯酚和酵母浸出物的促进效果最明显,在200μg·L-1的初始浓度下,辛基酚降解半衰期从5.3d分别降至3.2d和2.3d.与较高浓度烷基酚类污染物试验结果不同,实验过程中发现的主要优势菌以γ-proteobacteria、β-proteobacteria和Firmicutes为主.     

高效纤维质降解菌处理木薯酒精废液及其厌氧发酵动力学分析

为提高木薯酒精废液中固形物的降解效率,优化木薯酒精废液的厌氧发酵特性,采用高效纤维质降解菌群作为CSTR（continuous stirred tank reactor,连续搅拌反应器）接种污泥,通过逐级提高进料负荷,研究不同容积负荷下的厌氧消化性能及相应的酶活性变化,建立了厌氧发酵过程动力学模型.结果表明,在高温（55℃）条件下经长时间稳定运行,容积负荷为14 kg/（m3·d）（以COD_Cr计）时,反应器出水ρ（TCOD）（TCOD为总化学需氧量,以COD_Cr计）和ρ（SCOD）（SCOD为溶解性化学需氧量,以COD_Cr计）分别为15 367.6、10 982.8 mg/L,TCOD去除率达到70%~75%;φ（CH₄）在48%左右,沼气产率为0.22 L/g（以每g TCOD计）;此外,木聚糖酶活性、纤维素酶活性在该条件下达到最大值,分别为42.1、30.2 U.脱氢酶活性在容积负荷为12 kg/（m3·d）时达到最大值80.1 TFμg/（h·mL）.动力学模型研究表明,最大原料产气率（y_m）为0.335 L/g（以每g TCOD计）,一级反应常数（k）为0.743 d-1,产气率为0.3 L/g,通过该模型可以得到最佳HRT（hydraulic retention time,水力停留时间）为11.5 d,最佳容积负荷为4.6 kg/（m3·d）.研究显示,在高温高容积负荷条件下,CSTR能够稳定的处理木薯酒精废液,并且能够获得较高的纤维素和半纤维素酶活性.      

硅藻土基纳米TiO2降解甲醛的实验研究

对比研究了硅藻土和硅藻土基纳米二氧化钛光催化剂对甲醛的吸附降解特点.通过改变反应器内甲醛的初始浓度、反应温度、光照强度和相对湿度,研究了涂覆量为62.5 g·m^-2的硅藻土基纳米TiO₂光催化剂对甲醛气体的降解效果.研究结果表明,硅藻土只对甲醛有一定的吸附作用,而硅藻土基纳米TiO₂对甲醛具有持续的吸附和降解作用.反应器内甲醛初始浓度越高,降解时间越长;初始浓度为6.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛气体,经过150 h降解率才能达到99%以上,而初始浓度为2.0×10^-3 mg·L^-1和4.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛气体分别在14 h和32 h内就可以达到相同的降解率.反应温度越高,硅藻土基纳米TiO₂降解甲醛所需要时间越短;15 ℃时将初始浓度为2.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛完全降解需要50 h,而45 ℃时仅需12 h.光照是硅藻土基纳米TiO₂降解甲醛的直接动力,光照强度为0时,甲醛几乎不能被降解,只被硅藻土基纳米TiO₂光催化剂吸附;在8100 lx的照度下,浓度为2.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛在14 h内能被完全降解.环境相对湿度越大,该催化剂对甲醛的降解越彻底;相对湿度50%时, 硅藻土基纳米TiO₂光催化剂14 h内能将2.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛降解到3.72×10^-5 mg·L^-1,在相对湿度80%时,甲醛能被降解到1.0×10^-5 mg·L^-1.     

一株苯并[a]芘高效降解真菌的筛选与降解特性

从长期受多环芳烃(PAHs)污染的土壤中分离出一株能够降解苯并[a]芘(B[a]P)的真菌,经鉴定为绿色木霉(Trichoderma viride)(命名为BF-1),并对其以B[a]P为唯一碳源进行反复驯化,考察了B[a]P浓度、不同重金属和培养基对其降解能力的影响.结果表明,菌株BF-1在B[a]P浓度为5mg.L-1,32℃振荡培养约6d的条件下,降解速度最快,B[a]P的降解率达68.28%.BF-1在B[a]P浓度分别为10与25mg.L-1,32℃振荡培养6d的条件下,B[a]P的降解率分别为73.29%与87.36%.Cu2+(50mg.L-1)基本不影响BF-1对B[a]P的降解率;Cd2+(100mg.L-1)、Pb2+(300mg.L-1)对BF-1降解B[a]P有一定影响,但仍表现出较高的耐受能力;而Zn2+(200mg.L-1)对BF-1有明显的抑制作用.选用含5mg.L-1B[a]P的土豆葡萄糖液体培养基,6d后B[a]P的降解率为71.31%.对比前述实验结果表明,培养基对B[a]P降解率的影响并不明显.因此,BF-1的应用价值较高.     

食油假单胞菌DT4菌株对四氢呋喃(THF)的降解特性

对某医药厂废水池的活性污泥进行长期驯化,分离筛选到1株在好氧条件下能以四氢呋喃(tetrahydrofuran,THF)为唯一碳源和能源生长的食油假单胞菌DT4(Pseudomonas oleovorans DT4).研究发现在初始pH值7.2、温度30℃、初始菌体浓度3.2 mg/L的条件下,P.oleovorans...     

拟除虫菊酯类农药残留降解菌产气肠杆菌的分离、鉴定及降解特性研究

采用室内培养方法,从拟除虫菊酯类农药生产车间下水道驯化污泥中分离、筛选出1株可同时降解对联苯菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯的高效菌株M6R9,经鉴定为产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes),并对其生理特性进行研究.结果表明,该菌为革兰氏阴性好氧型杆菌,大小约为长(0.8~1.9)μm、宽(0.5~1.0)μm,能够以3种菊酯农药为碳源生长.在通气、pH 7.0、温度(25~30)℃、接菌量D415 nm=0.2、农药浓度100 mg.L-1和转速180 r.min-1的环境条件下,对含有联苯菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯各100 mg.L-1的混合培养基培养3 d,发现该菌对3种菊酯降解效果最好,降解率分别为55.74%、55.11%和56.96%,且降解过程满足一级动力学方程模型,降解半衰期(t1/2)分别为65.4、70.7和68.6 h.3种菊酯农药降解率与接菌量、通气量和振荡速率呈正相关.