黄曲霉A5p1脱色类黑精及其机理初探:葡萄糖氧化酶的作用

类黑精是一种高分子难降解色素污染物质,在糖蜜酒精废水中大量存在.选取在前期研究中对糖蜜酒精废水具有较好脱色作用的黄曲霉(Aspergillus flavus)A5p1(保藏号CGMCC.4292),以合成的类黑精为对象研究脱色机理,试图为实际废水的生物脱色提供理论基础.结果显示,此菌株对合成类黑精具有生物吸附和生物降解的双重作用,以后者为主,最高脱色率可达65%.相较于漆酶、依赖/不依赖于锰的过氧化物酶等常规氧化脱色酶,此菌株中的产过氧化氢酶对脱色起主要作用,而且脱色过程中作为产过氧化氢酶之一的葡萄糖氧化酶与类黑精脱色率之间存在着一定的正相关性.添加葡萄糖氧化酶激活剂和抑制剂进行验证,发现葡萄糖氧化酶酶活力、过氧化氢产量和脱色率三者之间呈相关性变化.初步推测,葡萄糖氧化酶是黄曲霉A5p1生物降解脱色类黑精的关键酶之一.     

丝瓜络固定化黄曲霉A5p1及其脱色糖蜜酒精废水

采用丝瓜络作为固定化材料,研究固定化黄曲霉(Aspergillus flavus)A5p1对糖蜜酒精废水的脱色条件。结果表明,固定化细胞的最优脱色条件为pH 5.0,温度40℃,转速150 r/min,接种量4.3×104spores/mL。固定化可促进细胞生长,菌株的最大产H2O2速率和脱色率增加,对2%浓度(色度值A475≈3.5)糖蜜酒精废液的4 d脱色率由游离细胞的53.0%提高至65.7%。构建固定化细胞反应器连续处理糖蜜酒精模拟废水具有一定的可行性,反应器可稳定运行约25 d,前18 d可保持50%的脱色率。     

水热法制备BiVO4及其可见光催化降解糖蜜酒精废水

以Bi(NO3)3•5H2O为铋源,NH4VO3为钒源,采用简单的水热法制备了BiVO4 光催化剂,并用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)和紫外-可见光漫反射光谱(UV-vis)对产品进行了结构表征。同时,在BiVO4光催化降解糖蜜酒精废水反应中考察了催化剂用量、通氧量、溶液pH值、双氧水用量及光照强度对糖蜜酒精废水脱色率的影响。实验结果表明,水热产品属于单斜晶系BiVO4,其带隙能为2.398 eV,并具有良好的可见光催化活性。当降解经30倍稀释的糖蜜酒精废水,BiVO4添加量为3.0 g•L−1 ,通氧量为120 L•h-1,助氧化剂H2O2添加量为9 %,不改变废水pH值,在400W镝灯离液面11cm照射反应180 min的条件下,糖蜜酒精废水的脱色率为88.60 %,COD去除率为25.84%,而添加5g•L−1的FeSO4•7H2O后其脱色率和COD去除率分别提高到90.90 %和91.26%。单斜晶型BiVO4晶体的可见光催化糖蜜酒精废水过程符合一级动力学反应。     

酸化工艺影响有机废水可生化性的评价指标及其应用

研究了糖蜜酒精废水的厌氧酸化过程,在此基础上提出了一个酸化工艺影响废水可生化性的评价指标.该指标将酸化出水中的BOD5和酸化过程中生物降解的BOD5之和与进水COD的比值定义为理论BC.结果显示,利用该评价指标,COD在5111mg·L-1～61332mg·L-1浓度范围的糖蜜酒精废水酸化后可生化性不同程度均提高了,提高幅度为4%～18%;分析了若干其它废水的酸化工艺,表明评价酸化工艺影响废水可生化性时使用理论BC指标较之表观BC更为合理.     

黄曲霉A5p1对偶氮染料的降解特性和降解途径

以黄曲霉菌株A5p1为生物材料,研究其脱色染料的广谱性,并选择偶氮染料直接蓝71（DB71）为模型底物,探讨脱色特性及降解产物.该菌株对15种染料的脱色测试结果表明,染料浓度为100mg/L时脱色效率为61.7%~100%.该菌对偶氮染料DB71具有生物吸附和生物降解的双重作用,在pH值7.0,温度30℃,染料浓度300mg/L,蔗糖为碳源时对DB71 脱色率为100%.酶分析显示葡萄糖氧化酶和锰过氧化物酶参与染料的降解.FTIR、GC-MS和LC-MS分析确定代谢终产物为萘胺、叠氮萘、2-羟基-6-草酰-苯甲酸和1-萘酚.     

Enterobacter sp.CV-v对孔雀石绿的脱色特性及机理研究

采用单因素实验研究了各种操作因素对菌株Enterobacter sp.CV-v降解孔雀石绿的影响.结果表明,在供试碳源中,葡萄糖对脱色的促进效果最为显著,而供试氮源中,酵母粉对脱色的促进效果最优;同时,供试金属离子中,锰离子对脱色的促进效果最优.在p H=3.0~10.0、温度20~50℃之间时,菌株CV-v对孔雀石绿的12 h脱色率在90%以上.此外,该菌株可在6 h内完全脱色浓度低于500 mg·L-1的孔雀石绿.动力学实验结果表明,该菌株对孔雀石绿脱色的动力学数据与一级动力学模型拟合度最好(R2=0.9755).酶分析实验结果表明,锰过氧化物酶和孔雀石绿还原酶可能与菌株CV-v降解孔雀石绿相关.此外,代谢产物分析实验结果表明,菌株CV-v降解孔雀石绿的主要产物为二甲氨基二苯甲酮和4-羟基-N,N-二甲基苯铵.     

木质素降解菌的分离鉴定及木素过氧化物酶的纯化

采用苯胺蓝脱色法,从活性污泥中分离筛选得到2株具有分泌木质素降解过氧化物酶能力的细菌菌株PKE117和PKE225.根据生理生化反应结果和16SrDNA序列分析,初步确定菌株PKE117为Pseudomanas属的1个新种,PKE225为Pseudomanas thermaerum的1个新菌株.对于菌株PKE117的发酵液依次经DEAE-纤维素32、Sephadex G-75凝胶过滤纯化,木素过氧化物酶的藜芦醇氧化比活力从0.87U/mg提高到204.5U/mg,酶的纯化倍数为235.1,回收率15%.     

提高平菇深层培养木质素降解酶活性和对直接湖蓝5B脱色率的探索性研究

以稻草为主要营养基质对平菇进行深层培养,研究了不同浓度(100、200、400、600、800 mg·L-1)直接湖蓝5B对平菇菌丝体产量的影响,以及平菇对不同浓度(100、150、200、250、300、400 mg·L-1)直接湖蓝5B的脱色率.此外,还研究了平菇分别与3种酵母菌(酿酒酵母、产朊假丝酵母和热带假丝酵母)混菌培养及用不同浓度(50、100、200、300、400 mg·L-1)直接湖蓝5B预适应培养的平菇菌种对木质素降解酶活性和直接湖蓝5B脱色率的影响.结果表明:100~400 mg·L-1的直接湖蓝5B均可显著提高了平菇菌丝体产量,而800 mg·L-1的染料对菌丝体的生长有显著抑制作用;染料浓度越高,平菇对其的脱色率越低,发酵时间越长,脱色效果越好.与平菇单菌发酵相比,平菇分别与酿酒酵母和产朊假丝酵母混菌培养可显著提高发酵体系漆酶的活性,平菇分别与所试3种酵母菌混菌培养时锰过氧化物酶活性均有显著增加,与产朊假丝酵母混菌培养时两种酶活性的增加量最大;用50、100、200 mg·L-1直接湖蓝5B预适应培养的菌种接种可显著提高平菇分泌的漆酶的活性,而50mg·L-1和100 mg·L-1的则显著提高锰过氧化物酶的活性.平菇分别与所试3种酵母混菌培养,以及用50 mg·L-1和100 mg·L-1直接湖蓝5B预培养的平菇菌种接种,发酵体系对直接湖蓝5B的脱色效果有显著促进作用,其中,平菇与产朊假丝酵母混菌培养时脱色率最高,达96.3%.通过比较直接湖蓝5B脱色率与漆酶、锰过氧化物酶活性之间的关系可以看出,漆酶、锰过氧化物酶活性与脱色率间基本呈正相关关系.     

Trametes sp.SQ01和Chaetomium sp.R01混合培养对四种染料的脱色

利用本实验室新构建的白腐菌Trametes sp.SQ01和毛壳菌Chaetomium sp.R01混合培养体系,对刚果红、酸性红、橙黄G和溴酚蓝4种染料进行了脱色研究.结果表明,SQ01与R01混合培养所产生的锰过氧化物酶(MnP)酶活比菌株SQ01单独培养时提高了约5.5倍.菌株R01的接种量、接种时间对混合培养中...     

可酸化性与酸化度作为高浓度有机废水厌氧酸化指标的研究

研究了糖蜜酒精废液的酸化规律,在此基础上定义了可酸化性(V C)与酸化度(α)的概念,作为评价高浓度有机废水可酸化特性以及实际酸化效果的指标.实验结果表明,糖蜜酒精废液的可酸化性为0 71.酸化过程产生的挥发性脂肪酸(VFA)达3 710 9mg·L- 1 (以COD计)以上时,会对酸化反应本身形成反馈抑制.故测定较高浓度有机废水的可酸化性时,应采取稀释的方法降低废水浓度和酸产量,直至其酸化过程中VFA最高产量低于酸反馈抑制浓度后进行     

土壤环境中肠道致病菌的多重PCR检测研究初探

建立同时检测大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、福氏志贺氏菌、铜绿假单胞菌等5种土壤常见肠道致病菌的多重PCR检测技术,为这些肠道致病菌感染的快速诊断提供实验依据.根据这些肠道病原菌的毒素基因、高度保守基因及特异性基因分别合成5对特异性引物,应用PCR扩增技术对目的菌株进行特异性检测.实验结果表明,5对寡核苷酸引物都具有较高的特异性和专一性,多重PCR检测限达到104cfu·g-1.多重PCR应用于土壤样品分析,极大的缩短了检测时间(仅需3～4h)、降低了检测成本,对控制病原菌的传播具有重要意义,可推广应用于环境监测、水源检测、食品卫生监督、商品检验检疫等领域.     

Uptake of radioiodide by Paenibacillus sp., Pseudomonas sp., Burkholderia sp. and Rhodococcus sp. isolated from a boreal nutrient-poor bog

Radionuclides, like radioiodine(~(129)I), may escape deep geological nuclear waste repositories and migrate to the surface ecosystems. In surface ecosystems, microorganisms can affect their movement. Iodide uptake of six bacterial strains belonging to the genera Paenibacillus,Pseudomonas, Burkholderia and Rhodococcus isolated from an acidic boreal nutrient-poor bog was tested. The tests were run in four different growth media at three temperatures. All bacterial strains removed iodide from the solution with the highest efficiency shown by one of the Paenibacillus strains with 99% of iodide removed from the solution in one of the used growth media. Pseudomonas, Rhodococcus and one of the two Paenibacillus strains showed highest iodide uptake in 1% yeast extract with maximum values for the distribution coefficient(K_d) ranging from 90 to 270 L/kg DW. The Burkholderia strain showed highest uptake in 1% Tryptone(maximum K_d170 L/kg DW). The Paenibacillus strain V0-1-LW showed exceptionally high uptake in 0.5% peptone + 0.25% yeast extract broth(maximum K_d 1,000,000 L/kg DW). Addition of 0.1% glucose to the 0.5% peptone + 0.25% yeast extract broth reduced iodide uptake at 4℃ and 20℃ and enhanced iodide uptake at 37℃ compared to the uptake without glucose. This indicates that the uptake of glucose and iodide may be competing processes in these bacteria. We estimated that in in situ conditions of the bog,the bacterial uptake of iodide accounts for approximately 0.1%–0.3% of the total sorption of iodide in the surface, subsurface peat, gyttja and clay layers.     

黄连根茎浸提物对绿藻的毒理作用

黄连根茎和制剂具有抗菌等作用,广泛用于水产养殖,所造成水生态风险需要评估.试验设置总生物碱为0(CK),0.088(T1)、0.44(T2)和1.76 mg·L-1(T3)的黄连根茎浸提液(CRE)4种处理,研究了对斜生栅藻和蛋白核小球藻的毒理作用.结果表明,T1抑制绿藻生长,T2和T3使绿藻生长和繁殖停止;它们均显著降低绿藻叶绿素和蛋白质含量,说明CRE抑制光合作用和蛋白质合成是绿藻生长繁殖速率降低和死亡的直接原因.CRE使氢离子和胞内物质外流,导致藻液p H值显著降低和电导率提高.在T1和T2处理中,绿藻细胞SOD活性先升后降;在T3处理中,SOD活性显著降低.说明在CRE暴露初期,低中浓度的CRE诱导绿藻细胞产生抗性,随暴露时间增长或直接暴露在高浓度的CRE下,抗氧化酶系统被破坏.同样,随着CRE浓度增大,丙二醛含量增加,意味着绿藻细胞膜结构破坏,透性增加.CRE总体上对蛋白核小球藻的危害作用大于斜生栅藻.在水产养殖中,滥用黄连根茎或制剂,以及大规模集约化种植黄连对水体初级生产力具有潜在的生态风险.     

农业废物好氧堆肥中环境因子对nirK、nirS和nosZ数量的影响

应用定量聚合酶链式反应(real-time PCR)技术对农业废物好氧堆肥过程中参与反硝化过程的功能基因(nirK、nirS和nosZ)丰度在堆体不同位置处随时间的变化情况进行了研究.结果表明,随着堆肥进程,3种基因数量整体呈现出先升后降的变化规律,且不同位置处的反硝化基因数量之间存在着显著的差异性.使用Canoco 4.5软件对获得的反硝化功能基因丰度数据与不同时期不同层次堆体温度、pH、含水率、NH4+-N、NO3--N和水溶性有机碳(WSC)等环境因子的相关性进行冗余分析(redundancy analysis,RDA).基于手动选择的RDA分析结果表明,WSC、NH4+-N和堆体温度对反硝化基因丰度有着显著的影响(P<0.05),且前2个因子达到了极显著水平(P<0.01).应用t-value回归分析方法单独分析每种环境因子与3种基因的相关性,其中nirK与温度和pH显著正相关(P<0.05),nirS与温度显著正相关(P<0.05),nosZ与NH4+-N显著正相关(P<0.05)、与WSC显著负相关(P<0.05).     

双酚A对大豆、玉米和水稻叶绿素荧光反应的影响

双酚A(BPA)普遍应用在工业制成品中,因需求量递增而产生的环境安全问题引发各方关注.与BPA对植物生长影响的研究工作相比,BPA影响植物生长的机理的研究甚少.光合作用是植物生产的重要生理过程,可通过叶绿素荧光测定技术探测和分析.基于此,本文利用叶绿素荧光测定技术,研究了BPA对大豆、玉米和水稻幼苗叶绿素荧光反应的影响.结果表明,3.0 mg·L-1BPA可降低大豆和玉米初始荧光F0,增加原初光能转化效率F v/F m、实际光能转化效率ΦPSⅡ、电子传递速率ETR、光化学猝灭系数qP和非光化学猝灭系数qN,对水稻各荧光参数无影响,即3.0 mg·L-1BPA可改善大豆和玉米光合PSⅡ系统,增强光能吸收,提高光合电子传递和光能转化效率;6.0 mg·L-1BPA可增加大豆和水稻的ΦPSⅡ、ETR和qP,降低F0,除增加qN外不影响玉米的其它荧光参数,表明6.0 mg·L-1BPA能改善大豆和水稻光合PSⅡ系统,提高光能转化和电子传递效率;除10 mg·L-1BPA对水稻各荧光参数无显著影响及17.2 mg·L-1BPA增加玉米和水稻的qN外,10 mg·L-1和17.2mg·L-1BPA可增加3种作物F0,抑制其它各荧光参数,即高剂量BPA引起作物光抑制,PSⅡ中心受损,光能转化和电子传递效率降低.此外,对比3种作物荧光参数变幅可知,BPA对大豆各荧光参数的影响玉米水稻.总之,BPA对3种作物叶绿素荧光反应的影响在方式和效果上存在差异.     

山仔水库沉积物蓝藻复苏试验研究

采用正交试验考察了温度、光照、营养盐和物理扰动4个因素对山仔水库冬季沉积物中蓝藻复苏的影响,每个因素设置两个水平,培养周期为6 d,并以蓝藻复苏量为考察指标.结果表明,温度和光照为蓝藻复苏的主要影响因子,上覆水体的营养盐、物理扰动对沉积物中蓝藻门复苏的影响作用不显著,不同的蓝藻种属对温度和光照条件的响应程度不完全一致,蓝藻门微囊藻属(Microcystis)对温度和光照的复苏响应显著,颤藻属(Oscillatoria)仅对温度的复苏响应显著.同时,通过设置6.0~16.0 ℃之间6个温度梯度及50和2000 lx两个光照梯度,进行了沉积物柱状样复苏模拟实验.结果显示,山仔水库冬季沉积物微囊藻属和颤藻属在10 ℃左右开始复苏,微囊藻属对光的敏感性使其更容易处于优势地位.     

给水管网中耐氯性细菌的灭活特性研究

使用4种常见消毒剂对从实际管网中分离出来的7株耐氯性细菌进行消毒实验.结果表明,这7株细菌均具有较高的耐氯性,其中1株耐氯性最高的类龟分支杆菌自由氯99.9%灭活的CT值为120 mg.(L.min)-1,另外2株血红鞘氨醇单胞菌和甲基杆菌99.9%灭活的CT值分别为7 mg.(L.min)-1和4 mg.(L.min)-1.比较4种消毒剂的消毒效果发现,二氧化氯和单过硫酸氢钾的消毒效果较好,能够在30 min内使分支杆菌的灭活率达到5个数量级.自由氯由于衰减较快,消毒效果不佳.一氯胺能够维持一定的消毒剂浓度,但由于其氧化性较弱,因此需要提高浓度,才能满足消毒要求.能在1 h内灭活3个数量级以上分支杆菌的消毒剂投加量为:3.0 mg/L一氯胺、1.0 mg/L二氧化氯(以Cl2计)和1.0 mg/L单过硫酸氢钾(以Cl2计).考虑到我国水厂消毒的实际情况,建议采用间歇性提高一氯胺浓度或改换二氧化氯消毒的方法,提高对耐氯性细菌的灭活效果.     

高温堆肥过程对猪粪来源抗生素抗性基因的影响

为研究大规模好氧高温堆肥过程对猪粪来源抗生素抗性基因的影响,采用荧光定量PCR法检测了4个大环内酯类抗性基因(erythromycin resistance methylase,erm A、erm B、erm C和erm F)、3个β-内酰胺抗性基因(beta-lactamase,bla TEM、bla CTX和bla SHV)和2个喹诺酮类抗性基因(quinolone resistance,qnr A和qnr S)在堆肥过程中的变化趋势.结果表明,堆肥初期大环内酯类抗性基因含量显著高于β-内酰胺类和喹诺酮类抗性基因(P0.01),其中erm B基因丰度最高为9.88×10~8copies·g~(-1),其次是erm F为9.40×10~8copies·g~(-1).在高温堆肥结束时β-内酰胺抗性基因和喹诺酮类抗性基因丰度维持在较低水平,而大环内酯类抗性基因在堆肥结束后仍然具有较高含量.其中,erm F基因与堆肥初期相比甚至出现了增加的情况,这表明高温堆肥过程不能有效去除所有抗生素抗性基因.对于某些抗生素抗性基因,堆肥可能还是良好的生物反应器而导致抗性基因的增殖,农田中堆肥产品的施用有可能会造成抗生素抗性基因的传递.     

底泥对洋河水库微囊藻和鱼腥藻生长影响的研究

采用批量培养的方法研究洋河水库底泥浸出液对洋河水库微囊藻和鱼腥藻生长的影响.结果表明,厌氧条件底泥浸出液对鱼腥藻生长速率有促进作用,添加2%、20%、50%的厌氧底泥浸出液的鱼腥藻生长速率比M11培养基中分别高出36.6%、47.2%、36.0%;而添加厌氧底泥浸出液对微囊藻生长有抑制作用,微囊藻最大生物量随底泥浸出液的添加量增加而减小.与添加厌氧底泥浸出液相比,添加好氧条件的底泥浸出液对鱼腥藻生长速率也有一定的促进作用,添加20%的好氧底泥浸出液的鱼腥藻生长速率比M11培养基中高出37.2%;而添加好氧底泥浸出液对微囊藻生长影响不明显.在添加厌氧底泥浸出液的培养基中增加铁,则微囊藻的最大生物量显著增加,表明底泥浸出液对微囊藻生长的影响可能是较高浓度的有机质与铁的结合影响了微囊藻对铁的利用.     

凤眼莲化感物质对铜绿微囊藻、斜生栅藻生长及细胞数相对比例的影响

为探索化感物质在蓝藻水华治理方面的应用潜力,选取在凤眼莲根系分泌物中发现的5种化感物质（亚油酸、亚油酸甘油酯、丙酰胺、N-苯基—2-萘胺和壬酸）,研究了3种剂量下（0.1、1.0、10.0mg.L-1）其对单一、混合培养铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响.结果发现,化感物质成分、剂量和藻类培养方式对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长...