生物膜与A/O工艺耦合快速降解氨氮

应用由城市污水处理厂序批式间歇反应器(SBR)中筛选得到的4株特殊氨氧化菌,分别在SBR和有回流的生物膜与A/O工艺耦合体系培养中,考察其降解低碳高氨氮废水的功能.结果表明,自养硝化与异养氨氧化菌的混合菌群较单一自养硝化菌株降解氨氮速率快;在生物膜与A/O工艺耦合系统中,自养硝化与异养氨氧化菌协同代谢加速氨氮氧化脱除,氨氮脱除速率远比SBR系统快.对生物膜与A/O工艺耦合系统中氨氮脱除动力学进行了研究,模拟了NH4 、NO2-质量浓度与氨氮脱除比速率之间的关系,模型得到了较好的验证.     

生物膜与A／O工艺耦合快速降解氨氮

应用由城市污水处理厂序批式间歇反应器（SBR）中筛选得到的4株特殊氨氧化菌，分别在SBR和有回流的生物膜与A／O工艺耦合体系培养中，考察其降解低碳高氨氮废水的功能。结果表明，自养硝化与异养氨氧化菌的混合菌群较单一自养硝化菌株降解氨氮速率快；在生物膜与A／O工艺耦合系统中，自养硝化与异养氨氧化菌协同代谢加速氨氮氧化脱除，氨氮脱除速率远比SBR系统快。对生物膜与A／O工艺耦合系统中氨氮脱除动力学进行了研究，模拟了NH4^＋、NO2^-；质量浓度与氨氮脱除比速率之间的关系，模型得到了较好的验证。     

石油污染土壤中芘高效降解菌群的筛选及降解特性研究

从长期受石油污染土壤中驯化筛选到能以芘为惟一碳源生长的混合菌群GP3,其主要由假单胞菌株GP3A(Pseudomonas sp.)和菌株GP3B(Pandoraea pnomenusa)组成.采用摇瓶振荡培养方法,研究了不同环境条件对混合菌GP3降解芘效能的影响.结果表明,在30℃,150 r/min振荡培养下,混合菌GP3对15 mg/L芘的7 d降解率为90.6%.混合菌GP3降解芘的最适宜温度为35℃,最佳pH值为6.2.加入低浓度葡萄糖(100 mg/L)或菲(10 mg/L)作为共代谢底物,均可提高GP3对芘的降解率.混合菌对芘的降解速率(PDR)与芘的初始浓度呈正相关.研究重金属离子胁迫下GP3对芘的降解时发现,10 ms/L Zn2 的存在对芘降解效能影响较小,Cu2 对芘的降解有抑制作用,Cd2 对混合菌GP3有很强的毒性.     

柴油降解菌的筛选、菌群构建及其对柴油和十五烷的降解机理

针对柴油污染土壤生物修复技术效率低的问题,通过构建高效降解菌群修复柴油污染的土壤,采用组合优化和正交实验构建最佳组合与接种比例的菌群,并研究其柴油降解特性。结果表明,通过筛选、鉴定并命名的4株柴油降解菌为Bacillus sp. VOC18-L1、 Enterococcus faecalis-L2、 Lysinibacillus-L3、 Rhodococcus equi-L4;当4株菌接种比例为3∶1∶3∶4,pH=7.0,30℃,转速150 r·min~(-1)时,柴油降解的效果最佳,14 d对7.0 mL·L~(-1)的柴油降解率达到89.0%。通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测柴油降解产物,发现该混合菌株能将柴油中的烷烃降解为短链烷烃,最终转化为小分子物质。同时利用KEGG数据库获得代谢丰度图并初步预测每种菌的功能,根据微生物多样性测试结果,进一步证明了混合菌对柴油完全降解的效果优于单种菌种。通过人工构建的微生物菌群可以有效地应用于柴油污染土壤的修复。     

用于青霉素废水处理的高效菌株的分离及特性研究

从某制药厂污水处理站的活性污泥中筛选出两株能以青霉素废水中有机物为惟一碳源和能源的高效降解菌k1和k2。通过形态及生理生化特征分析,初步鉴定2株菌为芽孢菌,其中k2为短小芽孢杆菌（bacillus pumilus）。2株菌的最适pH值分别为8和7,温度均为35℃,当废水含量50%时,菌株k1和k2对青霉素废水的COD去除率分别为79%和81%。单菌株与混合菌株对废水的降解特性试验表明,前48 h混菌对废水的去除率不及单菌株,而48 h后混合菌株去除率高于单菌株,60 h时达到最高为85%。     

聚合物驱采出水中聚丙烯酰胺的微生物联合降解作用研究

通过对2株细菌的培养降解实验研究聚丙烯酰胺(hydrolyzed polyacrylamide,HPAM)降解菌对水环境下聚丙烯酰胺的降解作用,讨论协同降解机理。2株降解聚丙烯酰胺的菌株假单胞菌CJ419、枯草芽孢杆菌FA16在初始30℃废水样品上培养,定期测量细菌生物量和HPAM降解率。培养30 d后CJ419和FA16对聚合物的降解率最大值分别达到30.4%和25%,而以1∶1比例的混合菌降解率最大值达到80.3%。对2株菌胞外各组分研究表明:混合菌降解HPAM的机理主要由胞外降解酶系水解聚合物侧链基团导致HPAM降解为小分子物质,同时生长过程中降解菌还会释放非蛋白还原性物质引发氧化反应共同参与HPAM降解。     

低温邻苯二甲酸二甲酯降解菌STX-2和STX-5的分离、鉴定及降解特性

在高海拔、低气温地区分离得到两株以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为碳源的菌株STX-2和STX-5。经鉴定,STX-2和STX-5分别为假单胞菌属(Pseudomonas)和红球菌属(Rhodococcus)菌株。在单菌试验的基础上,对混菌降解DMP的条件进行了优化。结果表明,混菌在温度为15℃、初始pH为8、140r/min振荡培养72h的条件下,对1 000mg/L的DMP降解效果最好,4种表面活性剂并不能显著提高混菌降解DMP的效果。动力学试验表明,随着DMP初始浓度的增加,降解速度常数降低,半衰期变长。混菌对短链邻苯二甲酸酯(PAEs)降解效果较好,而对长链PAEs降解效果较差。     

耐盐性毒死蜱降解混合菌的构建及其降解特性

为明确蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)混合菌株对毒死蜱的降解效果,采用正交实验的方法构建混合菌。以混合菌对毒死蜱的降解率和菌株的生长量为依据,利用单一因素实验考察了不同因素对混合菌降解毒死蜱的影响。结果表明:构建的混合菌中三菌株的体积比为1∶1∶3。在含80 mg/L毒死蜱的反应体系中,最适接菌量为8%(V/V),最适pH为7。在实验浓度下,混合菌对毒死蜱的降解符合一级动力学方程。混合菌对盐分有较高的耐受度,当反应液中氯化钠浓度在20～100 g/L之间时,混合菌对80 mg/L毒死蜱的降解率最高达61%。     

PVA降解菌的复配组合及其紫外诱变处理的研究

对已筛选出的4株PVA降解菌进行不同的组合后测定PVA降解率,发现Z5与Z8菌株混合后在1周内对PVA的去除率达到了所有组合中的最高值52.07%,比单菌株提高了约22%。采用紫外照射的方法对混合菌进行诱变并利用正交实验研究其特性,结果表明,诱变后的混合菌在1周内降解了91.46%的PVA,并且碳源浓度对酶活的影响最为显著。当pH为7,碳源、氮源含量分别为1.5 g/L、0.6 g/L,NaC l浓度为1.5 g/L时,诱变菌株处于最佳生长状态。     

石油降解菌群的筛选、构建及其降解特性研究

为了构建高效石油降解混合菌群,从潜江某油田采集8个石油污染土样(分别记为S1~S8)和2个石油污染水样(分别记为W3、W4),以石油为唯一碳源进行富集驯化培养;采用外观评分、石油降解率、石油3组分降解率、饱和烃中正构烷烃色谱分析等方法筛选石油降解优势菌群,构建石油降解混合菌群;采用正交试验研究混合菌群最佳降解条件。结果表明,富集的10个石油降解菌群中S3、S4、S5、S6、S8为优势菌群,培养30d后的石油降解率分别为21.67%、22.34%、27.23%、20.46%、19.99%;菌群W3、W4对石油乳化效果较好;混合菌群M3(S3+S4+S5+S8+W3+W4)为石油降解优势混合菌群,其最佳降解条件为35℃、pH7.60、含油率1.70%,在最佳条件下培养30d后,混合菌群M3对石油降解率达30.71%,比最优菌群S5的石油降解率提高了12.78%。     

稠油高效降解菌的降解特性及其应用

以稠油为唯一碳源,对细菌B0501、B0505和B0510的降解特性进行了分析,结果表明3株菌对稠油的不同组分具有不同程度的降解能力,其中B0505对烷烃、B0510对芳香烃以及B0501对胶质和沥青质的去除率较高,分别为42.26%、35.30%和40.76%;混合菌协同作用强化了稠油组分的降解,3株菌株组合对烷烃、芳香烃以及胶质沥青质的降解率分别达到44.23%、38.56%和62.12%;微生物对稠油降解过程符合一级动力学方程,其中3株菌株组合对稠油降解的速率最快,半衰期(t_1/2)为5.36 d。将微生物应用于稠油废水处理实践,结果表明外源微生物的投加强化了废水中COD的去除率;GC-MS图谱及降解前后有机成分分析进一步佐证了微生物对稠油废水中有机成分的降解能力。     

两种石油烃降解菌的鉴定及其对石油烃底物的降解

采用16SrDNA技术对石油污染场地筛选出的两种单菌(A6菌和A10菌)进行鉴定,并对两种单菌及其混合菌降解石油烃各组分的效果进行了研究。结果表明,两种单菌分别为假单胞菌(Pseudomonas sp.)和无色杆菌(Achromobacter sp.)。两种单菌及其混合菌对石油烃的降解有所差异,其降解效果依次为混合菌A6菌A10菌。其中A6菌和A10菌对石油烃底物降解的组分大致相同,两者均能完全降解大部分直链烷烃、环烷烃和支链烷烃,部分降解C9~C27正构烷烃。从降解程度来看,A6菌优于A10菌。两种单菌的混合菌在降解石油烃底物时,具有协同降解作用,对石油烃底物降解的组分及降解程度均优于两种单菌;混合菌除了能完全降解大部分直链烷烃、环烷烃和支链烷烃外,还对A6菌和A10菌不能彻底降解的支链烷烃(3,8-二甲基癸烷和2-甲基-十二烷)完全降解。     

多环芳烃降解菌的筛选及其在焦化场地污染土壤修复中的应用

经过富集、分离和纯化,从沈阳某焦化厂多环芳烃(PAHs)污染土壤中获得7株菌株B1~B7。通过初步降解实验和血平板实验,发现B4、B5、B7在15d时对PAHs总降解率均高于40%,为高效PAHs降解菌,B2为高效表面活性剂产生菌。将B4、B5、B7分别与B2等质量混合后对PAHs进行降解,发现添加B2可提高PAHs总降解率,B4+B2对PAHs的总降解率最大,在9d时平均值达到45.9%。经形态观察和16SrRNA基因序列比对,鉴定B2和B4分别归为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)和芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。接种B4+B2进行微生物修复实验,结果表明,接种B4+B2对PAHs污染土壤的微生物修复有明显的强化作用,在60d时PAHs总降解率达到48.1%;接种B4+B2对中环(4、5环)PAHs降解率的提高尤为明显,7种中环PAHs的平均降解率比不接种菌株的对照组提高29.6百分点。     

降解聚丁二酸丁二醇酯菌株的诱变选育及降解性能

诱变选育是基因资源开发的重要手段之一,为了对降解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)菌株的降解性能进行改良,选择具有一定降解PBS能力的尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)DSCF-8为出发菌株,分别研究了其在5种诱变途径下的突变效应及最佳诱变条件,测定了突变菌株D8B14在不同条件下的降解性能。结果表明,复合诱变途径的高效降解菌株获得率大于单因子诱变途径,分别达到了4.55%和1.30%,但突变株的降解特性遗传不稳定;硫酸二乙酯单因子诱变效应大于紫外线诱变和微波诱变,且得到的突变株较复合诱变得到的菌株具有更强的遗传稳定性,最佳诱变条件为5%的浓度处理40 min。硫酸二乙酯诱变得到的突变株D8B14传代稳定且降解性能优异,其对PBS薄膜的降解率较出发菌株提高了34.49%,粗酶液酶活性提高率为23.86%。该突变株在35℃条件下仍表现出较高的降解能力,对不同的初始pH条件亦具有更强的耐受能力,尤其在pH 4.0或pH 9.0的酸性和碱性条件下,降解率分别提高了13.26%和27.04%。     

含油污泥中石油降解菌的分离及其降解特性

从渤海油田含油污泥中分离出3株石油烃降解菌,通过16S rRNA基因序列鉴定RS1、RS2和RS3分别为棒状杆菌、短杆菌和假单胞菌。经单因素实验确定,3株细菌对石油的最适降解条件分别为37℃、盐度3%、pH 8;32℃、盐度1%、pH 8;42℃、盐度1%、pH 6。降解实验结果表明,3株细菌30 d内对含油污泥中总石油烃的降解率分别为39.69%、31.13%和53.29%,而混合菌的降解效果明显高于单一菌株,降解率为58.08%;不同菌株对原油中不同组分的降解能力不同,其中,RS1对饱和烃的降解率最高,达20.74%,RS3对芳香烃的降解率最高,达到8.08%;GC-MS分析表明,混合菌对nC12~n-C34等正构烷烃均有明显降解,且对萘、苊、屈和苯并[b]荧蒽等多环芳烃的降解能力较强。     

三株优势菌对多环芳烃的降解性能研究

多环芳烃具有毒性、生物蓄积性和半挥发性,并能在环境中持久存在。生物修复处理具有费用低、效果好、污染物残留量低、不产生二次污染、能够保持或改善植物生长的土壤结构等优点。实验分别在对单一菌株、两两混合菌株及三株菌混合等三种情形下,对蒽、菲、芘的降解作用进行了研究。研究结果表明：单一菌株对蒽、菲、芘有一定的降解能力,菌株混合时,对蒽、菲的降解率有所提高;三株菌种混合时,黄杆菌对放线菌、红球菌的生长过程有抑制作用;蒽、菲、芘的降解过程会不断交替进行着产酸和脱羧过程,使降解液pH值出现波动;同时在降解过程中,菌体能产生表面活性物质,这有利于蒽、菲、芘的生物降解转化。     

烟酰胺降解菌的筛选及其降解特性

采用HPLC对某烟酰胺生产废水的主要成分进行分析，并模拟废水中的主要成分烟酰胺（nicotinamide）的浓度，对以烟酰胺为唯一碳源配制的培养基进行降解实验，获得有较佳降解率和生长能力的菌株YSI-1和YSI-2。结果表明．YSI菌株的混合菌降解效果优于单株菌，混合菌在初始OD600值为0．4，pH为7．0时，对浓度为2000mg／L的烟酰胺降解2d的降解率可达32．8％。延长处理时间或提高菌种的初始OD600值，烟酰胺的去除率均有较大的增加。     

水中柴油污染物的微生物降解及其动力学

以混合柴油为靶污染物,通过对比实验研究了油污染物在模拟水环境中的降解效果。研究表明,模拟自然条件下混合柴油污染物总体降解较慢,油质去除率低;生物强化降解条件下,向混合柴油污染水样中添加驯化培养的微生物混合菌群,生物降解速率明显提高,油质去除率达到98%以上。研究还发现,各污染水样中油的降解速率与降解效果随柴油的配比而不同,混合柴油样本中生物柴油的比例越高,样本的降解率越高,表明生物柴油作为碳源有效改善了水中有机营养配比,促进了柴油的去除效果。进一步分析表明,混合柴油在水中的降解过程符合一级反应动力学,生物强化降解条件下,生物柴油比例越高,混合柴油降解速率越快,除油微生物以菌胶团、球菌和丝状菌为主。     

固定化耐低温混合菌对焦化土壤多环芳烃的降解研究

研究了固定化耐低温真菌-细菌混合菌在低温环境下,对焦化厂污染土壤中的菲(Phe)和苯并[b]荧蒽(BbF)降解的动态变化,利用高通量测序技术分析了降解过程中微生物群落多样性变化。结果表明:在低温条件下固定化混合菌对土壤中Phe、BbF的去除率远高于游离混合菌与固定化单菌,在60d的降解周期下,固定化混合菌对土壤中Phe和BbF的降解率分别可达59.61%和45.24%。处理前,土壤中细菌与真菌初始Shannon多样性指数分别为2.79和0.33,细菌远高于真菌,土壤中土著微生物以细菌为主,高丰度的细菌抑制了真菌的生长代谢。处理后,细菌的Shannon多样性指数下降至1.33,真菌的Shannon多样性指数增加至1.01,Phe和BbF的降解与细菌多样性呈负相关,且细菌多样性的降低减少了其对真菌的抑制作用。对比分析了处理前后土壤中微生物群落组成的变化,结果表明:投加固定化混合菌后,固定化混合菌中的假单胞菌(Pseudomonas sp.)SDR4和高山被孢霉(Mortierella alpina)JDR7在低温下生长代谢良好,并成为降解过程中的优势菌,其物种相对丰度分别提高至79.84%与58.63%。固定化混合菌对低温环境有良好的耐性,固定化混合菌的投加提高了菌株对多环芳烃(PAHs)的生物利用有效性,改变了土壤中微生物群落的结构和丰度,可应用于低温土壤PAHs的原位修复。     

页岩气油基钻屑降解菌群的构建及其降解特性

以柴油作为唯一碳源,经过富集驯化,筛选出7株石油烃降解菌单菌,并分别测定其对柴油和油基钻屑的降解效能,利用其中4种菌(K-2、K-3、K-6和K-7)构建复合菌群对油基钻屑进行进一步降解试验。结果表明:(1)K-7对柴油和油基钻屑降解能力最强,降解率分别可达67.5%和28.8%;(2)最佳的复合菌群组合为K-3、K-6和K-7,其对油基钻屑的降解率达到了37.5%,较单菌最优降解率提高约30.2%;(3)气相色谱质谱分析表明,复合菌群能有效降解油基钻屑中的烷烃和芳香烃,对长链烷烃、支链烷烃、烷基萘芳香烃均具有较强的降解能力;(4)生理生化鉴定,初步判断K-6为红酵母菌属(Rhodotorula sp.),K-2、K-3、K-7均为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。