多级驯化嗜酸菌淋滤电子废弃物拆解地土壤重金属的效果

冶金用嗜酸性硫杆菌的驯化材料多为单一重金属,为了解决驯化后菌种在处理多种类重金属污染的土壤时存在效果不佳的问题,将电子废弃物拆解地实际污染的土壤作为驯化材料,分析了不同驯化周期内嗜酸性硫杆菌对污染土壤中重金属的去除效果。结果表明,电子废弃物拆解地土壤以Zn、Cu、As、Cd、Pb、Ni污染为主。经不同代时的驯化,嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxi-dans,A. f菌)和嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxi-dans,A. t菌)的生长pH值下降幅度不同,培养液中氧化还原电位(φ)均有所上升,表明其生物活性有所提高。重金属质量比对菌种的生物活性和产酸能力有一定的影响,多级驯化可提高菌种对重金属的去除能力。A. f菌对Zn、Ni、Cd、Cu、As的去除率均优于A. t菌,其中A. f菌对Cd的去除率高于A. t菌2倍以上,为79. 2%,但A. t菌对Pb的去除率优于A. f菌,可达66. 6%。     

重金属在污泥长期施用土壤-作物系统的累积状况及淋溶特性

污泥农用导致的相关环境风险和粮食安全问题不容忽视。连续3 a向酸性黄壤(S1)和石灰性土(S2)中施加低污染(W1)和高污染(W2)污泥,通过盆栽试验和淋溶试验研究了污泥长期农用条件下Zn、Cd、As、Cr对土壤、作物和水体的环境风险。结果表明:1)施用污泥后Zn和Cd在石灰性土中的累积速率均高于酸性黄壤;2)施加高污染污泥后,重金属在玉米、小麦、菠菜等农作物可食部分的累积量均高于施加低污染污泥的处理;3)在污泥连续施用条件下,玉米对重金属累积量不显著,小麦和菠菜的累积量则较高(如小麦籽粒Cd、Zn、As质量比分别为0.09~0.16 mg/kg、64.99~103.45 mg/kg和0.22~0.4 mg/kg,菠菜对应值分别为0.10~0.44 mg/kg、5.19~36.73 mg/kg和0.02~0.11 mg/kg),大部分超过国家食品安全标准(GB/T5009.36—2003)相关限定值;4)随淋溶次数增加,各处理组淋溶水中重金属的迁移速率逐渐降低并趋于稳定,但黄壤+高污染污泥处理组中Zn、Cd、As和Cr的释放率(分别为0.83%、1.67%、0.56%和0.32%)高于对应的石灰性土+高污染污泥处理组(分别为0.69%、1.16%、0.41%和0.28%),表明重金属在黄壤中相对石灰性土壤中更易向水体迁移,存在较大的环境安全风险。     

高效絮凝剂产生菌的分离筛选及培养条件优化

从活性污泥中分离得到两株高效的微生物絮凝剂产生菌MBP-31和MBG-15.通过培养条件优化,考察各种因素,如碳源、氮源、pH值、碳氮比、培养时间、絮凝剂投加量对絮凝效果的影响.结果表明,MBP-31对高岭土悬浊液的最佳絮凝条件为:碳源为葡萄糖,氮源为尿素,pH值为7.0～8.0,碳氮比为25,培养时间为48 h,絮凝剂投加量为1 mL.MBG-15对高岭土悬浊液的最佳絮凝条件为: 碳源为葡萄糖,氮源为蛋白胨,pH值为7.0～8.0,碳氮比为25,培养时间为96 h,絮凝剂投加量为2 mL.在最佳絮凝条件下进行絮凝试验,MBP-31、MBG-15对高岭土悬浊液的絮凝率分别达到89.87%、91.25%.对两菌株所产微生物絮凝剂的活性分布、热稳定性进行了研究,两种微生物絮凝剂均分布在发酵液离心后的上清液中,MBG-15有较好的热稳定性.     

BDE209好氧降解菌的筛选及降解特性研究

为了有效修复广东省贵屿镇环境中十溴联苯醚(Pentabromophenyl ether,BDE209)的污染,从该地区的环境样品中筛选出1株在好氧条件下以BDE209为唯一碳源和能源生长的降解菌J-1,根据菌株的形态特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析,鉴定为苏云金芽孢杆菌( Bacillus thuringiensis ).通过考察不同的环境因素对菌株生长及其降解能力的影响,确定该菌适宜的生长条件为:pH=6.0～9.0,温度30 ℃,溶氧量4.55～7.50 mg/L.降解BDE209的最佳条件为:pH=8.0,温度30 ℃,溶氧量5.94 mg/L.投菌量的增加能较大幅度地提高该菌对BDE209的降解效果.不同的共代谢底物对菌株降解BDE209有不同的影响,乳糖和蔗糖能促进其对BDE209的降解.当体系中存在低质量浓度的Cd2+时(≤5 mg/L),该菌对BDE209的降解效果得到提高.     

生活污水絮凝微生物筛选及其培养条件的优化

为获得絮凝微生物和提高其絮凝效率并降低生产成本,以江苏碧程环保工程有限公司生活污水旁50 cm内10 cm深处土壤为絮凝微生物的菌源,采用选择培养基和平板划线方法分离纯化出31株菌株,分离纯化的31株菌株经30℃、160 r/min振荡培养72 h后,用发酵液处理质量分数为0.4％的高岭土悬浊液前后的OD550值的变化来表征絮凝率的大小.筛选出4株具有较高絮凝活性的菌株(T1、T2、T3、T4),将这4株具有较高絮凝活性的菌株自由组合、随机复配,筛选出絮凝率最大的复合菌群为T1+ T2+ T4.以T1+ T2+ T4为研究对象,研究其培养条件(温度、接种量、培养时间、pH值等)对絮凝效果的影响,并通过单因素和正交试验,以絮凝率为指标,确定复合微生物絮凝菌群的最佳培养条件.结果表明,培养条件的改变可以影响复合微生物絮凝菌群的絮凝效果,各培养条件对复合微生物絮凝菌群絮凝率的影响程度不同.复合絮凝菌群T1 +T2+ T4絮凝率最高的培养条件为培养温度30℃、pH=7,培养时间60 h;T1、T2、T4的种子液体积比为0.6:0.9∶0.3,装液量为90 mL/250 mL,接种量为4.5 mL/90 mL.研究表明,在最优条件下复合微生物絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝效率高达81.01％,可以克服单一菌种絮凝效率不稳定的缺点.     

二元含汞重金属混合物对费氏弧菌的联合毒性研究

以费氏弧菌(Vibrio fucheri)作为毒性测试物种,测定了Hg2+、pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2、Cr6+对费氏弧菌的单一毒性;采用等毒性配比法研究了Hg2+/pb2+、Hg2+/Cr6+、Hg2+/Cu2+、Hg2+/Zn2+、Hs+/Cd2+5种二元混合体系的联合毒性作用.结果表明,重金属离子单独存在时均会对费氏弧菌产生毒性作用,发光菌的相对发光强度均与重金属离子质量浓度呈负相关关系,线性相关系数为0.876 4～0.973 0.Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+单独存在时对费氏弧菌的EC50分别为0.045 mg/L、0.181 mg/L、0.300mg/L、0.117 mg/L、0.614 mg/L、23.000mg/L,重金属离子毒性从大到小为Hg2+、Cd2+、pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+.而与单一重金属相比,其二元混合物对费氏弧菌的生物毒性效应和强度完全不同.Hg2+/pb2+、Hg2+/Cr6+二元混合体系表现为拮抗作用,Hg2+/Cu2+、Hg2+/Zn2+均表现为协同作用,Hg2+/Cd2+表现为加和作用.     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌研究及在电子废弃物中应用进展

概述了嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的来源、性质、菌种筛选存在问题、遗传学研究以及固定化技术。简要介绍了嗜酸氧化亚铁硫杆菌在环境保护、生物冶金以及生物脱硫领域的应用情况,深入了解能够工业化应用的基础条件;从嗜酸氧化亚铁硫杆菌作用机理、反应条件、作用效果等方面重点介绍了国内外学者对该菌在电子废弃物中浸出铜金属的研究概况。为使该菌种更好地应用于电子废弃物领域,筛选适应性更强的菌种,利用基因工程手段构建工程菌以提高菌种对相关金属的抗性、高效浸出是未来的研究重点。     

济南市东泺河底泥及其雨水汇水区地表灰尘中重金属的污染特征研究

以济南市东泺河为研究对象,采集了13个底泥样品和30个雨水汇水区地表灰尘样品,测定了Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As 6种重金属的质量比。分析了底泥与地表灰尘重金属的污染状况和空间分布特征,并通过统计分析对底泥与地表灰尘重金属的相关性和来源进行探讨。结果表明,底泥与地表灰尘样品中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb质量比均不同程度地高于小清河沿岸土壤重金属背景值;采暖期与非采暖期地表灰尘重金属质量比有明显差异。底泥重金属质量比由南向北逐渐增高,北园大街以北Cu、Zn、Cd处于偏中污染水平;地表灰尘重金属质量比从大到小依次为小企业聚集区、商贸区、居住小区、混合区,且小企业聚集区、商贸区重金属综合生态风险达到中等水平。除Pb与Cr、As外,底泥重金属各元素之间相关性较强,地表灰尘重金属Cu、Zn、Cd 3种元素两两显著相关,底泥与地表灰尘重金属Cr存在极显著相关(p0.01)。源解析结果表明,人为影响对底泥和地表灰尘重金属的贡献最大,底泥重金属的人为混合源和交通源贡献率分别占79.6%和10.9%,地表灰尘重金属的人为混合源和建筑源贡献率分别占43.2%和22.9%。     

耐受甲拌磷菌株的筛选及其生物学特性研究

以受甲拌磷农药污染的土壤为研究对象,用添加甲拌磷的普通培养基进行室内培养,以从中分离筛选出甲拌磷的耐受菌.本研究筛选得到的菌株JZ1能耐受的甲拌磷质量浓度高达28 000 mg/L,且能以甲拌磷为唯一碳源生长.根据其形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析,确定JZ1为黏着剑菌(Ensifer adhaerens).黏着剑菌能在pH=5.0～9.0范围内很好地生长,最适pH为8.0;最适生长温度为37 ℃;最佳碳源和氮源分别为葡萄糖和酵母膏;生长环境中,NaCl的最佳质量浓度为0.5 g/100 mL(0.5%),超过8.0%时其生长明显受到抑制.用斜面固体培养基继代培养15代后,观察第5、10、15代的生物学特性和对农药的耐受性能,结果表明该菌株具有良好的传代稳定性.本文为进一步研究甲拌磷的微生物降解作用奠定了基础.     

重金属Cu2+抗性菌的筛选与吸附性能研究

采用富集培养方法从污水处理厂污泥中分离筛选出3株对Cu2+吸附能力较强的菌株,考察pH值、温度和Cu2+初始质量浓度对3株菌吸附能力的影响。结果表明,Z-1-4在pH值为5.0,30℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好;Z-1-5在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为170 mg/L时吸附效果最好;Z-1-6在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好。其中菌株Z-1-5吸附能力最强,吸附容量可达13.68 mg/g。对Z-1-5进行16S rDNA序列分析,初步确定为鞘胺醇单胞菌(Sphingomonas sp.)。     

营养条件对氧化亚铁硫杆菌生长及其铁沉淀的影响研究

为减少氧化亚铁硫杆菌培养过程中沉淀的产生,对其营养条件进行优化,研究不同氮源、磷源、初始Fe2+质量浓度及pH值对菌体生长和沉淀量的影响。结果表明:最佳氮源(NH4)2HPO4质量浓度为1.5 g/L时,取代了(NH4)2SO4和K2HPO4,同时作为氮源和磷源;优化后的培养基初始Fe2+质量浓度为13.5 g/L,pH值为1.8。优化后培养条件下菌体生长有较高氧化活性且沉淀量少。     

一株高效絮凝剂产生菌的分离鉴定与絮凝特性研究

采用富集培养及平板分离方法从成都某污水处理厂活性污泥中筛选出一株具有絮凝活性的菌株SNUX-1,经形态特征及16S rRNA鉴定该菌株为约氏不动杆菌(Acinetobacter johnsonii).对该菌株絮凝活性分布及在不同生长条件下所产絮凝剂的絮凝率进行了研究,并对其絮凝剂成分进行了分析.结果表明,该菌株所产微生物絮凝剂为胞外产物,显色剂显色结果表明,该絮凝剂不含蛋白质成分,含有糖类成分;在以蔗糖为碳源、培养基初始pH值为8、以氯化铜为助凝剂的条件下培养12 h,该菌株所产微生物絮凝剂的絮凝率最高,达96.71％,可作为治理环境污染的菌种资源.     

叶甜菜对土壤中汞的吸收分配及土壤汞安全阈值研究

为保障土壤汞污染地区叶甜菜的安全生产,通过土壤模拟试验方法,研究了叶甜菜对土壤汞的吸收、分配及其安全生产的土壤汞质量比临界值。结果表明:1)土壤中有效态汞占全汞的比例很低,各处理均在2.5%以下;2)叶甜菜生长对土壤汞污染有较强抗性,但不同器官间存在差异;3)叶甜菜根系对土壤中汞的吸收能力较强,但向地上部的转运能力较弱,根系对土壤汞富集系数为5.16%~9.30%,地上部器官富集系数仅0.16%~1.64%,各汞处理为0.16%~0.48%;4)叶甜菜根系汞质量比与土壤汞质量比间的关系为乘幂关系,而茎和叶柄、叶片汞质量比与土壤汞质量比间的关系为直线关系;5)叶甜菜根系、茎和叶柄、叶片中汞质量比符合国家标准(10μg/kg,GB 2762—2012)的土壤汞质量比安全阈值分别为0.21 mg/kg、5.12mg/kg、3.23 mg/kg。