一株高效多环芳烃芘降解菌株的筛选鉴定及其特性研究

从天津新港区渤海潮间带筛选出一株以芘为唯一碳源和能源且生长良好的菌株,命名为P2,并对其菌体特征、生长条件及降解效能等进行了系统研究。结果发现该菌株为革兰氏阴性菌,菌株对温度(20～45℃)、pH(5～10)、盐度(0%～3%NaCl)耐受范围较广;对Cr6+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+5种金属具一定抗性;对5种常见抗生素都较敏感。结合其生理生化特征和16S rDNA序列比对,表明此菌株属于芽胞杆菌属(Bacillussp.)。菌株P2在20d内对芘的降解率高达62%;芘对菌体的谷胱甘肽S-转移酶(GST酶)酶活性有明显的诱导作用,表明GST酶在菌株P2降解芘过程中起着重要的作用。综合菌株P2的生长特性和降解效能,初步认为该菌株较适合用于降解多环芳烃芘的天津新港渤海潮间带原位修复。     

青顶拟多孔菌对单一和复合多环芳烃的降解特性

利用中国东北林区普遍存在白腐菌——青顶拟多孔菌,降解单一和复合多环芳烃,分别测定了菲、蒽、芘于11,22,33d的累积降解率.结果显示,对于单一多环芳烃,该菌种降解能力由强到弱依次为菲>蒽>芘,33d累积降解率依次为96.56%、94.76%和57.53%;对复合多环芳烃降解中,菲和芘的累积降解率分别为99.46%和61.09%.在复合多环芳烃的降解研究中发现,少量蒽的加入,刺激了菌种对菲和芘的降解,使菲和芘的降解率分别提高了2.9%和3.56%.由此提示,在研究降解高环、难降解多环芳烃时,可利用低环多环芳烃对菌种的刺激作用,在体系内形成高、低环多环芳烃的共代谢,以达到更加高效降解多环芳烃的目的.     

多环芳烃降解菌及其应用研究进展

多环芳烃（PAHs）在环境中分布广泛,且具有生态和环境毒理效应,因此对PAHs污染场地的治理和修复备受关注。生物降解是去除PAHs的重要技术之一,但存在降解效率低、周期长等局限性。归纳了PAHs常见降解菌及其主要降解机制,探讨了PAHs降解菌在实际污染场地应用的研究进展与不足。结果表明：PAHs降解菌株主要包括不动杆菌属（Acinetobacter）、分枝杆菌属（Mycobacterium）和假单胞菌属（Pseudomonas）,白腐真菌是常见的降解菌;相比单一菌株,复合菌群对PAHs的降解能力更强。在降解菌株降解基因（如nah基因簇）编码酶的作用下,萘、菲和芘等PAHs发生开环并逐步氧化,最终通过水杨酸或邻苯二甲酸途径进入三羧酸循环实现完全降解;而苯并[a]芘降解过程中会产生包括醇、醛、酸类中间产物,其完全降解机理仍有待研究。目前大部分针对PAHs降解菌的研究局限于实验室条件,缺少实际PAHs污染场地降解性能的验证;实际应用中,降解菌活性和PAHs的去除受温度、pH、氧气浓度和土壤有机质含量等环境因子的影响。PAHs降解菌的应用实例包括采用生物刺激和（或）生物强化的方式以促进PAHs污染场地的修复。然而,生物降解在实际应用中仍需克服降解菌失活、技术耦合困难、环境风险和成本高等限制因素。未来研究主要包括复合污染和土著菌共存条件下PAHs生物降解机制研究、降解菌生理特性调控和新型强化材料的开发;此外,应加强降解菌在实际污染场地应用的推广,以实现对PAHs污染的高效、经济、可持续治理。

     

水-硅油双相系统筛选分离多环芳烃降解菌

利用水－硅油双相系统筛选，分离了3种多环芳烃的降解菌，对7种主要的多环芳烃进行了降解试验，结果表明从水－硅油双相系统筛出来的混合菌对多环芳烃降解效果较好，降解率随多环烃环数增加而递减。     

低氧条件下不同电子受体对克雷伯氏菌降解菲的影响

为考察低氧条件下不同电子受体对于克雷伯氏菌(Klebsiella sp.ZS1,下称ZS1)降解菲的影响,在8%氧分压下,分别添加20 mmol/L Na₂SO₄、20 mmol/L NaNO₃、10 mmol/L FeCl₃为电子受体进行降解菌的培养. 通过分光光度法和平皿计数法分别测定电子受体消耗率和菌体生长量,并采用气-质联用法(GC-MS)测定ρ(菲),对不同电子受体影响下的菌体生长量和ρ(菲)进行单因素方差分析. 结果表明,在低氧环境下ZS1降解菲过程中,SO₄2-、NO₃-、Fe3+的消耗率分别为74.7%、0.2%、4.5%;电子转移速率分别为1 899、0.366 3、7.679 μmol/d. 未接种ZS1时,ρ(菲)只减少了10.1%;接种ZS1后,不添加电子受体和分别添加SO₄2-、NO₃-、Fe3+下菲的降解率分别为68.9%、86.2%、72.9%和68.5%,一级动力学方程求得的降解速率常数分别为0.181、0.360、0.186、0.183 d-1. 添加SO₄2-组ZS1的生长量是不添加电子受体组的2.5倍,而添加NO₃-或Fe3+时与不添加电子受体组基本相等. 研究显示,在低氧条件下,ZS1降解菲过程中可同时利用SO₄2-和O₂为电子受体;添加SO₄2-作为外源电子受体对ZS1的生长及降解能力有很强的促进作用;而添加NO₃-和添加Fe3+对ZS1降解菲和ZS1的生长没有显著影响.      

克雷伯氏菌对三苯基锡的酶促降解特性

研究了肺炎克雷伯氏菌对三苯基锡(TPhT)的酶促降解性能,并对酶促反应影响因素的作用机制进行了探讨,以期为阐明有机锡的微生物降解机制提供实验依据.研究证明,菌体、分泌物和胞内降解酶均具有降解TPhT的能力,在30℃转速为130.rm in-1的摇床中避光处理2 h后,对3 mg.L-1TPhT的降解率分别为10.9%、5.3%和47.9%.影响因素实验表明,降解介质、pH、温度、TPhT浓度和金属离子均会对TPhT的酶促降解效果产生影响,其中TPhT酶促反应的最适pH和温度分别为8和50℃.Mg2+、Mn2+、Fe2+和Fe3+在合适的浓度范围内,均会促进TPhT的降解.当Mg2+的浓度为15 mg.L-1时,胞内酶对TPhT的降解率高达73.8%.金属离子的促进效果主要与其对酶的激活、作为电子受体或电子供体参与TPhT酶促降解等作用有关.TPhT的降解速率与其浓度呈现理想的线性关系.该反应的Vm ax和Km分别为0.15 mg.(L.m in)-1和47.1 mg.L-1.     

生物炭菌剂对多环芳烃的吸附及降解作用研究

为探讨化学吸附和生物降解协同作用去除污染水体中的多环芳烃,文章以生物炭为固定化载体,通过吸附解脂耶氏酵母菌(Yarrowia lipolytica Tzyx3)形成了生物炭菌剂,并采用吸附及降解试验对水体中的萘、菲、芘去除效率进行研究。结果表明,生物炭菌剂处理去除水体中萘、菲、芘的效率显著高于生物炭吸附及游离态菌株降解,生物炭菌剂对水中萘、菲、芘的总体去除率为88.4%、79.0%和68.7%。温度和pH值对生物炭菌剂的吸附-降解影响较明显,在温度为30～35℃、pH值为7.0～8.0范围内获得较好的去除效果。     

高分子量多环芳烃降解菌LD29的筛选及降解特性研究

采用硅油-水双液相富集体系,以蒽为富集碳源,从原油污染土壤富集分离多环芳烃降解菌,分离出1株能降解菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]芘的细菌,经形态特征、生理生化和16S rDNA鉴定为矢野口鞘氨醇菌(Sphingobium yanoikuyae),编号为LD29.采用高效液相色谱(HPLC)对LD29在无机盐培养基中对PA...     

多环芳烃蒽高效降解菌的筛选及其降解中间产物分析

采用选择性富集培养方法,从海洋沉积物中分离到能以高浓度蒽为唯一碳源且生长良好的优势菌,经形态学观察和生化检验初步鉴定此菌为黄杆菌属(Flavobacterium)。根据GC/MS方法测定了蒽的含量,经过5 d的优势菌培养对初始浓度为50 mg/L蒽的降解率可达77.6%。在萘、蒽和菲的混合物浓度分别为15 mg/L的情况下,该菌对菲的降解效率明显低于对蒽的降解效率,表现出对多环芳烃的酶降解具有很强的选择性。经对萃取中间代谢产物的质谱分析表明降解蒽的中间代谢产物主要有phthalic acid diisobutyl ester(邻苯二甲酸二异丁酯),9,10-anthracenedione(9,10-蒽醌)和dibutylphthalate(邻苯二甲酸二丁酯),说明它可能通过邻苯二甲酸途径来降解蒽。     

3株红树林土壤来源菲降解菌的鉴定及其降解特性

根据液体发酵浑浊程度判断,共分离出能利用菲作为碳源生长的菌种共9株,其中3株具有较强生长活性和降解活力,通过菌体菌落形态学观察、生理生化及16S rRNA基因序列系统发育分析,确定菌株UMBR 0019、UMBR 0020和UMBR 0197分别为Micromonospora palomenae NEAU-CX1T(相似性为99.64%)、Rhodococcus ruber DSM 43338T(相似性为100%)和Novosphingobium mathurense SM117T(相似性为99.24%)。研究结果表明,在以菲为唯一碳源的海水培养基中, 30℃,180 r/min培养条件下,UMBR 0019,UMBR 0020和UMBR 0197对菲的降解效率分别为48.80%、75%和63.54%,而通过菌株协同作用后能显著提高菲的降解效率,达到99.07%。红树林蕴含丰富的多环芳烃降解微生物资源,能够为海洋环境污染生物修复提供重要途径。     

一株源自海洋环境多环芳烃降解菌的筛选、鉴定及适宜降解条件研究

利用以菲为唯一碳源的选择性富集培养基,从天津港6号码头潮间带表层沉积物中分离到1株多环芳烃降解细菌,命名为DHD,经16SrDNA序列比对结果显示,该菌株属门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina)。DHD能以多种多环芳烃化合物包括萘、菲、蒽、芘为唯一碳源和能源生长。以菲为代表,通过摇瓶培养实验考察了该菌株降解多环芳烃的适宜培养条件为:酵母浸粉为氮源,初始pH 9.0,培养温度30℃,摇床转速为200 r/min。     

焦化厂多环芳烃污染土壤的强化微生物修复研究

从北京焦化厂采集了多个多环芳烃(PAHs)污染土壤样品,目的是从中分离出PAHs降解菌并确定其适宜的生存条件,进行富集培养后,应用于焦化厂污染土壤的强化微生物修复.分别以美国EPA优先控制的16种PAHs中的一种为唯一碳源,采用平板划线法对降解菌进行分离并通过基因分析方法确定其种属,共获得7种PAHs降解菌,这些菌混合在一起,在适当的浓度条件下,可对16种2～6环的PAHs进行降解.在液体培养基中16种PAHs总浓度(ΣPAH16)为17μg/mL时,单一菌即可生长良好且具有降解活性,但当ΣPAH16为166μg/mL时,不论是单一菌还是混合菌(7种PAHs降解菌),其生长和活性均受到抑制.针对北京焦化厂污染土壤,设计了5组处理,即对照(C)、添加营养物(N)、添加营养物和降解菌(N+B)、添加营养物和表面活性剂(N+S)、以及添加营养物、降解菌和表面活性剂(N+B+S).经过5周的实验,与C组相比,N+B组16种PAHs的去除率平均提高了32%,N+B+S组16种PAHs的去除率平均提高了46%(其中10种4～6环PAHs的去除率平均提高了52%).添加PAHs降解菌和表面活性剂可明显增强土壤中PAHs的降...     

多环芳烃化合物菲分解菌的分离鉴定及分解特性研究

利用2，3-二差劲基联苯喷雾技术，从石油污染土壤中分离到2株菲降解菌。它们可以菲为惟一的碳源和能源良好地生长。在生理生化试验的基础上，利用16SrRNA（小核糖亚单位RNA序列）的方法鉴定这株菌为鞘氨醇单胞菌属细菌，这些菌对菲的降解性是通过在液体培养基内菌体的增加及底物的减少来证实的，静止细胞反应试验表明，这些菌除了菲以外还可降解其它芳烃化合物。     

温度对土壤中多环芳烃缺氧微生物降解的影响

该研究以PAHs污染土壤为研究对象,研究了不同温度条件下土壤中PAHs的缺氧生物降解规律。结果表明,土壤中细菌总数随着温度的升高而增加。经过180 d缺氧培养后,当温度从20℃升至30、40、50和60℃时,土壤中的细菌总量较20℃处理组土壤中的细菌总量分别增加了0.07、0.37、0.55和0.60个数量级。原土中微生物优势种群为变形杆菌门和放线菌门。而随着温度的升高,厚壁菌门逐渐转变为优势种群。经过180 d缺氧培养,当温度从20℃上升至60℃时,厚壁菌门的相对丰度由11.27%上升到90.83%。不同温度条件下PAHs降解效率基本遵循60℃>50℃>40℃>30℃>20℃的顺序,不同环数PAHs的降解效率基本遵循三环>四环>五六环的顺序。当培养温度为60℃时,PAHs的缺氧降解效果最好,三环、四环、五六环和TPAHs去除率分别达到了70.73%、55.99%、16.96%、42.26%,与20℃相比分别提高了30.69%、28.38%、9.56%、21.01%。     

海岸带水环境中多环芳烃的归宿研究

在分析了海岸带水环境中多环芳烃的来源，分布的基础上，对其行为归宿也进行了论述。该憎水性有机污染物的行为受控于一系列物理，化学及生物过程。其中最重要的是物理迁移，化学及生物转化，还有在不同环境界面（大气，水，沉积物及生物）中的分布。同时也分析了控制PAHs在海岸带水环境中归宿的主要生物化学过程，这些过程包括挥发，沉积物－水中的分配，与可溶性有机物的作用，生物累积和降解。     

底泥中多环芳烃的微生物降解与原位修复技术

水体底泥是多环芳烃(PAHs)重要的环境载体之一,PAHs通过多种途径进入各种水体,经过复杂的过程沉积富集于水体底泥中。PAHs在环境中的迁移转化有多种途径,其中微生物降解是去除环境中PAHs的最主要途径。PAHs可以作为微生物的唯一碳源或通过共代谢而被降解。影响微生物降解PAHs的因素有:PAHs的生物可利用性、温度、pH值、供氧条件、营养条件以及其它的环境因素。受PAHs污染底泥的微生物原位修复技术通过导入高效微生物,提供电子受体、营养盐和表面活性剂等来降解底泥中的PAHs。该技术被认为是去除底泥中PAHs污染物的重要手段,但还存在着多方面的缺点而使其应用存在着很大的局限性,需要从高分子量的PAHs的降解机理、生物降解过程中基因调控机制、环境因子与微生物降解PAHs的相互作用关系以及受PAHs污染底泥的微生物原位修复过程的监测、风险评估和效果评估等多个方面进行深入的研究。     

一株多菌灵降解菌包埋条件及降解特性

采用海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)对1株多菌灵降解菌进行包埋,并对最佳包埋条件及包埋后的降解效果进行研究.结果表明:SA包埋法的最佳条件为:菌液与2% SA按1:5体积比混合,在4% CaCl2溶液中室温交联24h.PVA包埋法的最佳条件为:菌液与10%PVA按1:5比例混合,在3%CaCl2溶液中室温交联24h.活化48h后,在30℃、 pH6的条件下,SA包埋的多菌灵降解菌对多菌灵的降解率可达80.4%.PVA包埋的降解菌的降解率为76.3%.     

表面活性剂对白腐真菌降解多环芳烃的影响

研究了4种表面活性剂吐温80(Tween80)、曲拉通100(Trition X-100)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)、十二烷基硫酸钠(SDS)对白腐真菌降解水溶液和土水系统中多环芳烃(PAHs)的影响.结果表明,表面活性剂的类型、浓度、PAHs的赋存状态以及体系pH值、温度等均影响着PAHs的降解.在水溶液中(无土),加入4种表面活性剂均降低溶液中PAHs的降解.在土水系统中,Trition X-100和SDS抑制PAHs降解,而Tween80和LAS对PAHs的影响则受到浓度的影响.低浓度Tween80和LAS对土壤中PAHs的降解没有促进作用,甚至有微弱的抑制作用,但适当浓度的Tween80和LAS促进PAHs降解,并且对土壤中PAHs降解的促进作用随着浓度的增大而逐渐增大,但过高浓度的Tween80和LAS没有表现出对PAHs降解更大的促进作用.     

不同电子受体作用下微生物降解多环芳烃研究进展

电子受体作为微生物代谢过程中的必需物质,对不同类型微生物的数量及其代谢能力有重要影响。笔者分析了不同电子受体对微生物降解多环芳烃的影响。对好氧降解（氧气为电子受体）菌种类及降解途径进行了总结;厌氧降解方面,概述了硝酸盐、硫酸盐、金属离子（Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)）、碳酸盐为电子受体的研究进展。此外,对微生物降解多环芳烃的研究存在的问题以及未来的发展方向进行了简述与展望。     

一株耐低温石油降解菌的鉴定及降解特性

在低温条件下(15℃),从抚顺石油二厂曝气池活性污泥中驯化和分离得到一株以柴油为碳源的降解菌株Q21,通过菌体形态、生理生化反应特性和16S rDNA基因测序分析对其进行鉴定.菌株Q21为琼式不动杆菌(Acinetobacter junii),该菌株利用柴油生长的最佳条件为:接种量为10%,生长温度为15℃,pH值为7.0,摇床转速为150 r·min-1,盐度为0.5%~1.0%,降解率为71.50%;降解后的残油组分经GC-MS分析结果表明,菌株Q21能降解柴油中所含的C9~C24之间大部分烷烃.