Effects of rhamnolipids on the bioavailability of 17α-ethinylestradiol in sediment

采用HPLC-ESI-MS分析了铜绿假单胞杆菌诱变株MIG-N146的发酵液粗提物,发现其中含有15种鼠李糖脂同系物,临界胶束浓度（CMC）为0.125mmol.L-1,最小平均表面张力为29.2mN.m-1,表面活性良好.同时,通过摇瓶实验,考察了不同浓度鼠李糖脂（RL）对底泥中17α-炔雌醇（EE2）生物降解性的影响.结果表明,随着鼠李糖脂浓度的增加,EE2的生物降解速率常数k值逐渐增大,可生物降解性增强.在浓度低于2.0mmol.L-1的鼠李糖脂作用下,EE2的生物降解效率仅稍有提高;而浓度高于6.0mmol.L-1后,水/底泥混合体系中EE2的生物降解速率提高至1.346d-1以上,是无鼠李糖脂时的2.9倍以上.当鼠李糖脂浓度达到10.0mmol.L-1时,2d内混合体系中EE2的降解率可达到90%.HPLC-PDA检测显示,鼠李糖脂易被微生物降解,不会在环境中长期残留;EE2降解过程中检测出2种中间产物,鼠李糖脂会影响EE2代谢中间产物的相对含量,但不会改变EE2的代谢途径.     

鼠李糖脂对17α-炔雌醇生物降解过程的强化作用

采用好氧生物降解实验,考察了鼠李糖脂对底泥/河水混合体系中17α-炔雌醇(EE2)的生物降解特性的影响。结果表明,随体系中鼠李糖脂浓度的增加,EE2的可生物降解性明显呈大幅度地提高。HPLC-PDA扫描检测结果表明,EE2降解过程中主要产生极性和生物可降解性差异均较大的3种代谢中间产物。外加葡萄糖投加量足够时,外加碳源可以转变成为微生物降解有机物的共代谢基质。鼠李糖脂影响及作用下,微生物摄取吸收有机物的模式可以有多种。鼠李糖脂作为外源添加物,其共代谢效应有可能促使有机物增溶胶束直接被微生物菌体利用。     

AOB去除炔雌醇的共代谢与硝基化协同作用

采用氨氧化菌Nitrosomonas europaea降解17α-乙炔雌二醇（EE2）,考察降解过程中氨氮的作用以及EE2的降解机制.结果表明,N.europaea降解EE2属于共代谢过程,氨氮是共代谢发生的必要条件.氨氧化过程产生的亚硝氮会在酸性条件下将EE2硝基化,反应符合一级动力学模型,降解速率常数与亚硝酸根、H⁺及游离亚硝酸浓度成正相关.通过控制pH值大于7.5抑制硝基化反应,证实了N.europaea对EE2的生物降解作用,生物降解反应符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0069h^-1.当N.europaea氨氧化反应导致pH值低于7.5时,EE2的去除存在生物降解和硝基化的协同作用,EE2去除符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0093h^-1.同时还发现一种未曾报道过的EE2生物降解产物M613,对于其雌激素效应和毒性还需进一步探究.     

AOB去除炔雌醇的共代谢与硝基化协同作用

采用氨氧化菌Nitrosomonas europaea降解17α-乙炔雌二醇（EE2）,考察降解过程中氨氮的作用以及EE2的降解机制.结果表明,N.europaea降解EE2属于共代谢过程,氨氮是共代谢发生的必要条件.氨氧化过程产生的亚硝氮会在酸性条件下将EE2硝基化,反应符合一级动力学模型,降解速率常数与亚硝酸根、H⁺及游离亚硝酸浓度成正相关.通过控制pH值大于7.5抑制硝基化反应,证实了N.europaea对EE2的生物降解作用,生物降解反应符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0069h^-1.当N.europaea氨氧化反应导致pH值低于7.5时,EE2的去除存在生物降解和硝基化的协同作用,EE2去除符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0093h^-1.同时还发现一种未曾报道过的EE2生物降解产物M613,对于其雌激素效应和毒性还需进一步探究.     

鼠李糖脂对假单胞菌GP3A降解芘的性能及细胞表面性质的影响

在实验室可控条件下,研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对假单胞菌GP3A生长情况、降解芘(初始浓度为15 mg·L-1)性能以及降解过程中菌体表面性质(细胞表面疏水性、菌体Zeta电位)的影响.结果表明,鼠李糖脂明显促进了GP3A的生长,当鼠李糖脂浓度为200 mg·L-1和500 mg·L-1时,72 h时菌体的生长量比未...     

萃取膜生物反应器处理苯酚废水的试验研究

从经过驯化的活性污泥中筛选出苯酚降解菌.制备成菌悬液,对比活性污泥体系和菌悬液体系的萃取膜生物反应器(EMB)对苯酚废水的处理效果,考察了料液苯酚浓度、反应器温度等因素对膜萃取速率及生物降解效果的影响.结果表明,通过以苯酚为唯一碳源,逐渐提高苯酚浓度的方法对活性污泥进行驯化.当进水苯酚浓度为700 mg·L-1时,苯酚去除率达99%以上;适当提高反应器温度和料液初始浓度有利于提高膜萃取速率;当初始料液苯酚浓度为2000 mg·L-1时,膜萃取速率高于生物降解速率,生物相中产生苯酚积累;菌悬液体系EMB的生物膜厚度明显小于活性污泥体系,且水力反冲洗可有效控制生物膜厚度.对苯酚生物降解产物的GC-MS分析结果表明,苯酚的生物降解较彻底,基本无苯酚中间产物的残留.     

鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及细胞表面性质的影响

使用大庆油田石油污染土壤中分离出的优势菌种（蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02）,在实验室可控条件下,研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及降解菌生长、菌体表面疏水性和外表形态的影响.结果表明,鼠李糖脂可以提高正十六烷的降解率,48 h时蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02对正十六烷的降解率比未加鼠李糖脂的体系分别增加了8.1％和11.6％. 正十六烷培养基中的鼠李糖脂能引起菌体表面疏水性的明显增大,且低浓度鼠李糖脂的这种能力明显优于高浓度鼠李糖脂,蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02分别在加入0.4 mmol/L和0.2 mmol/L鼠李糖脂时疏水性最大. 尤其是芽孢杆菌DQ02在对数生长后期BATH（bacterial adherence to hydrocarbon）达到44％,远大于未加鼠李糖脂时的BATH. 但在葡萄糖培养基中鼠李糖脂并没有明显影响菌种的生物量和BATH. 另外,加入鼠李糖脂后, 2株菌的培养基接触角比未加鼠李糖脂的培养基接触角均减小了约一半. 未加入鼠李糖脂的菌体细胞表面比较光滑,且菌体之间独立生长,而加入鼠李糖脂后影响了降解菌的外表形态,菌体细胞表面略显粗糙且相互粘连,有助于细胞与疏水性有机物的接触.     

鼠李糖脂对铜绿假单胞菌NY3表面特性及其烃降解效率的影响

研究了鼠李糖脂对NY3菌表面特性及其降解烃类物质的影响作用.结果表明,与未加鼠李糖脂相比,原油含量为1000 mg·L-1,鼠李糖脂100 mg·L-1时,生长24和48 h,NY3菌细胞净生长量分别提高8.60和6.68倍,且产酸明显,原油中正二十六烷至正三十三烷降解效率可提高约60%.分别以LB培养基和十六烷为唯一碳源的无机盐培养基生长的NY3菌体(OD400nm=1.68±0.08),与100 mg·L-1的鼠李糖脂作用1.5h,菌体表面疏水性分别增加32%、6%;且以LB培养基生长的NY3菌细胞,在鼠李糖脂和十六烷存在下作用90 min,菌细胞所积聚的正十六烷量比未加鼠李糖脂时增加了1.10 nmol·mg-1干菌,说明鼠李糖脂能加快疏水性有机物的传质速度.红外光谱分析结果表明,与未加鼠李糖脂相比,鼠李糖脂使菌体细胞中疏水性脂肪链的相对含量明显增加.因此,鼠李糖脂能增加菌体的表面疏水性,加快烃类的传质速率,从而促进NY3菌对烃的降解.     

鼠李糖脂及其产生菌对原油生物降解影响研究

考察了外加鼠李糖脂生物表面活性剂和接种鼠李糖脂产生菌O-2-2对混合烃类降解菌降解原油的影响。结果表明,在降解体系中添加鼠李糖脂使原油20天的降解率由35.7%提高到57.6%。加入鼠李糖脂可同时提高烷烃和芳烃的降解率。在降解体系中接入菌株O-2-2能够快速利用石油烃中的烷烃类化合物并合成鼠李糖脂类生物表面活性剂,从而有效提高总石油烃的降解率。体系中菌株O-2-2的接入虽然使饱和烃的降解率大大提高,却降低了芳烃的降解率;这说明菌株O-2-2和其它烃类降解菌之间可能存在竞争生长关系。     

鼠李糖脂对铜绿假单胞菌降解颗粒有机质的影响

通过好氧降解实验研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对1株铜绿假单胞菌(Pseudomonas Aeruginosa)降解颗粒有机质的影响,着重探讨了其作用方式,并与TritonX-100和SDS等2种化学表面活性剂作了对比.结果表明,浓度高于临界胶束浓度的鼠李糖脂在基质表面的等温吸附呈线性规律.鼠李糖脂在基质和微生物表面的吸附使菌体在基质表面的吸附性能减弱.鼠李糖脂和2种化学表面活性剂的物化作用使基质水分得以较长时间地保持,并加强了有机质在基质液相中的分散.在鼠李糖脂的作用下,有机质的降解从颗粒表面转移到液相,降解方式发生了改变.通过以上作用,鼠李糖脂促进了微生物的生长和有机质的降解.SDS和TritonX-100对有机质颗粒的降解也产生了一定的促进作用.     

环境因素对甲基叔丁基醚生物降解的影响研究

采用β-Proteobacteria PM1完整细胞降解甲基叔丁基醚(MTBE),研究了金属离子、pH值、细胞浓度等因素对MTBE降解速率的影响.结果表明,K 和Ba2 对MTBE降解有明显的促进作用,较适宜的pH值为7.0;细胞在BaCl2溶液中基本上处于静息状态;细胞浓度越高,降解MTBE的速率就越快;降解过程需要有氧气参与;PM1完整细胞降解叔丁醇(TBA)的速率比降解MTBE更快,MTBE的存在对TBA的降解有抑制作用,但TBA的存在不影响MTBE的降解;静息细胞法降解MTBE的过程中没有检测到TBA等中间产物;PMI静息细胞降解MTBE的米氏常数Km为0.73mmol·L-1,最大反应速率Vmax为0.14mmol·L-1h-1.     

Pseudomonas aeruginosa W_3产鼠李糖脂的结构表征及理化性质

利用液相色谱/质谱联用仪(HPLC-ESI-MS)分析了石油降解菌Pseudomonas aeruginosa W3以甘露醇为碳源所产鼠李糖脂生物表面活性剂的组成.结果表明,所产鼠李糖脂共检出6种主要的鼠李糖脂同系物,均由1～2个鼠李糖分子和1～2个含β羟基的碳链长度为8～12的饱和或不饱和脂肪酸分子构成,其主要组分的m/z为649.6和621.5,对应的结构是RhaRhaC10C10和RhaRhaC8C10,分别占总检出物质量的57%和15.5%.该鼠李糖脂混合物中双鼠李糖脂的含量达到90%,是目前报道的双鼠李糖脂含量较高的菌株之一.该糖脂类生物表面活性剂可将水的表面张力从71.4mN.m-1降到30.5mN.m-1,临界胶束浓度为48mg·L-1,在高温、高盐度及高pH等极端环境下,仍能保持较高的表面活性和乳化能力,在生物修复中具有潜在应用价值.     

鼠李糖脂对铜绿假单胞菌在堆肥颗粒介质中吸附与传输影响的初步研究

以铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)AB93066及其发酵生产的鼠李糖脂(rhamnolipid)为研究对象,通过柱淋洗实验考察了不同浓度鼠李糖脂对堆肥颗粒中单一菌属铜绿假单胞菌吸附传输情况的影响.实验结果显示,一定浓度(100～400mg·L-1)的鼠李糖脂能够有效地减弱细菌在堆肥颗粒介质中的吸附作用,增强细菌在介质中的传输和分散,使细菌得以传输到样品柱的更深层.这将有利于深层堆肥有机物的生物降解.原因可能是鼠李糖脂的存在改变了菌体和堆肥颗粒的表面性质,并且使菌体和颗粒之间产生位阻效应,减弱了它们之间的亲合性.     

鼠李糖脂对林丹-重金属复合污染土壤的同步淋洗效果研究

选取典型有机氯农药林丹及典型重金属Pb、Cd为目标污染物,以模拟污染土壤为对象,考察了鼠李糖脂对林丹/重金属的增溶/配合作用及其影响因素,同时分析了淋洗前后土壤重金属的形态变化,并深入研究了鼠李糖脂对林丹-重金属复合污染土壤的淋洗效果.结果表明,林丹溶解度随鼠李糖脂浓度及离子强度的提高显著增大,但随pH(5.0~10.0)的提高而逐渐降低.鼠李糖脂对Pb的配合能力大于Cd,两种重金属的配合浓度随鼠李糖脂浓度的增加而增加;pH提高对Pb的配合有抑制作用,而对Cd有所促进.鼠李糖脂在土壤上的吸附符合线性等温吸附.当鼠李糖脂浓度高于5000 mg·L-1时,其对3种污染物的淋洗开始有显著效果;当鼠李糖脂浓度为40000 mg·L-1时,其对林丹、Pb及Cd的去除率分别达到76.9%、18.0%和100%,且pH为7.0时淋洗效果最好.同时,鼠李糖脂对不同形态Pb和Cd的去除能力有差异,其中,对可交换态重金属的去除最为有效.     

生物表面活性剂鼠李糖脂对白腐真菌降解DDTs的影响

研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对DDTs在水相中的增溶作用,对白腐真菌Phlebia lindtneri GB1027生长的影响以及对该菌株降解DDTs的影响。结果表明,高于临界胶束浓度(CMC)的鼠李糖脂可明显增加各DDTs的表观溶解度,其中对4,4’-DDD的增溶效果最好。低浓度(<0.05 g/L)的鼠李糖脂会促进白腐真菌在PDB培养基中的生长,而高于0.1 g/L浓度的鼠李糖脂则对菌株的生长产生一定的抑制作用,最高抑制率可达到42%。在0.02~0.5 g/L浓度范围内,鼠李糖脂可促进白腐真菌对DDTs的降解效果,且降解率随着鼠李糖脂浓度的增加而增加。在0.5 g/L的鼠李糖脂添加体系培养14 d后,白腐真菌对4,4’-DDT、2,4’-DDT、4,4’-DDD和2,4’-DDD的降解率分别提高了24.0%,22.8%,25.0%和22.0%。而鼠李糖脂浓度进一步升高至1.0 g/L时,由于菌株的生长受到抑制从而导致对DDTs降解率的下降。     

水体系中EDTA-Fe(Ⅱ)/Ｋ２Ｓ２Ｏ８降解敌草隆的研究

对水体系中EDTA-Fe(Ⅱ)/K2S2O8降解敌草隆的方法进行了研究.在综合考虑经济性和降解率的前提下,提出了反应的最佳条件:K2S2O8初始浓度为2.0 mmol·L-1, Fe(Ⅱ)初始浓度为1.0 mmol·L-1, EDTA初始浓度为0.5 mmol·L-1,反应时间为300 min, pH=7.0,最终0.1 mmol·L-1,敌草隆降解率可达67.6%.同时,采用分子探针竞争实验鉴定了体系中产生的硫酸根自由基和羟基自由基,并采用LC/MS法鉴定了敌草隆的主要降解产物,从而探讨了敌草隆在EDTA-Fe(Ⅱ)/K2S2O8体系中可能的降解途径.     

反胶束体系中漆酶催化愈创木酚的研究

采用4种不同属性类型的表面活性剂(CTAB,Tween-80, AOT以及鼠李糖脂)构建反胶束体系,以木质素模式物愈创木酚为底物,研究了漆酶在反胶束环境中催化愈创木酚的特性,通过对不同反胶束环境中漆酶酶活的对比,确定在4种反胶束体系中,适合酶解反应的最佳表面活性剂浓度和对应的最佳含水率w0.分别为:CTAB浓度20mmol/L,w0=20;Tween 80浓度50mmol/L,w0=25;AOT浓度30mmol/L,w0=10;鼠李糖脂浓度10mmol/L,w0=30.并考察了表面活性剂类型属性对愈创木酚在反胶束体系中酶解行为的影响和底物动力学.结果表明,最佳表面活性剂浓度以及对应的最适含水率条件下,阴离子表面活性剂AOT和鼠李糖脂的反胶束体系中愈创木酚底物的催化效果较好,鼠李糖脂反胶束体系中底物的催化率最高,反应6h后分别比 CTAB、Tween-80以及AOT反胶束体系中的转化率高44.12%、34.6%、29.43%.     

鼠李糖脂发酵液强化蔬菜基质好氧降解研究

通过对比实验考察了在罐状批式生物反应装置中由一株铜绿假单胞菌产生的生物表面活性剂鼠李糖脂的发酵液对蔬菜基质好氧生物降解过程的影响。结果显示鼠李糖脂发酵液能够在一定程度上促进蔬菜基质的降解(尤其是在降解过程的中期和中后期)。加速的原因可能是鼠李糖脂对基质液相的水分保持功能以及对有机物微粒在液相中的分散加强作用。鼠李糖脂本身在降解过程的末期也基本被分解完全。     

光助芬顿反应催化降解气体中甲苯

以甲苯作为挥发性有机污染物(VOCs)的代表,利用连续进气动态实验装置,研究光助芬顿反应降解气体中甲苯的作用.考察了芬顿试剂溶液初始p H、H2O2浓度、Fe2+浓度以及甲苯初始浓度对降解甲苯的影响,并利用在线质谱和色谱对产物进行了定性、定量分析.结果表明,紫外光照加快了羟基自由基的生成,显著提高了气体中甲苯的去除率;p H=3.0、H2O2浓度为20 mmol·L-1、Fe2+浓度为0.3 mmol·L-1的条件下,甲苯去除率最高;当甲苯初始浓度为260 mg·m-3时,去除率能够达到98%;光助芬顿反应催化降解气体中甲苯实验未检测到CO2之外的中间产物,CO2产率分析表明去除的甲苯全部转化为CO2.     

UV/Fenton体系中Fe2+/Fe3+的相互转化规律

为了控制UV/Fentan方法中铁元素的用量,合理利用溶解态铁的催化反应过程并提高其降解效率,研究以难生物降解性染料罗丹明B为目标物,通过正交实验和单因素实验确定了UV/Fenton体系的最佳反应条件,并利用一元线性方程模拟了罗丹明B退色反应的的动力学方程.结果显示,当体系的最初pH为3.00,溶液中[Fe2+]=0.180 mmol·L-1、[H2O2]=124.022 mmol·L-1时,UV/Fenton氧化罗丹明B退色符合一级反应动力学方程.研究了总铁含量维持在0.180mmol·L-1、保持紫外光照射、4次向同一UV/Fenton体系中添加1.7mLH2O2,每次反应后Fe2+/Fe3+的循环转化规律和溶液的脱色效果.研究结果表明,每次反应结束阶段(30 min),Fe2+浓度均高于Fe3+浓度,残余液仍具有较强的催化能力,溶液的脱色率达到99.9%;退色反应速率常数始终维持在较高水平,最后一次循环反应结束后,反应速率常数达到0.2547,相对于初始反应速率常数只下降了17%左右.