菌株Cupriavidus sp. DT-1对液体和土壤中TCP的降解

采用液质联用（HPLC-MS）的方法检测菌株Cupriavidus sp.DT-1降解2-羟基吡啶（2-HP）的代谢产物.并用三亲结合、荧光定量PCR （q-PCR）方法评价降解菌对3,5,6-三氯-2-吡啶酚（TCP）污染土壤的修复效果.结果表明,菌株可以进一步降解2-HP,依次生成尼古丁蓝、马来酰胺酸和反丁烯二酸,直至转化成菌株DT-1生长的碳源.接种菌株DT-1对污染土壤中TCP的降解起到较大的促进作用,2组试验土壤中TCP （50mg/kg）降解率分别为94.4%和86.7%,未接种菌株的土壤中TCP降解率仅为20.4%和28.4%.带有绿色荧光蛋白基因gfp标记的菌株DT-1-gfp可在土壤中存活35d以上,并对TCP污染土壤的细菌群落丰度有显著的恢复作用.     

土壤和水样中阿特拉津的微生物降解研究

利用实验室已经筛选到的阿特拉津降解菌株Arthrobacter sp.FM326为研究材料,研究了该降解菌在不同含水率(5%、15%、25%)的土壤和不同的水样中(农药厂排污水水样、晋宁蔬菜地沟渠水样、盘龙江水样)对阿特拉津的降解。实验结果表明,培养3d后,菌株FM326显著促进了污染土壤中阿特拉津的降解(降解效率可达95%)。土壤含水率较低时,土壤中阿特拉津的降解作用主要靠微生物的作用。随着土壤含水率的增加,土壤中阿特拉津的物理化学降解作用增强,但仍以生物降解作用为主。培养5d后,与对照相比,菌株FM326在3种水样中对阿特拉津均有显著的降解作用,其降解效率由大到小的顺序为:农药厂排污水水样(98%)晋宁蔬菜地沟渠水样(91%)盘龙江水样(86%)。     

一株苯并[a]芘降解菌-紫茉莉联合修复污染土壤的研究

从长期受多环芳烃(PAHs)污染的土壤中获得1株高效降解菌BB-1,经鉴定为巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium.为了考察菌株的降解特性,将10和20 mg·L~(-1)的苯并[a]芘(B[a]P)加入到培养液中并在30℃下振荡培养8 d.结果表明,BB-1对不同浓度的B[a]P的降解率分别为52.1%和23.5%,B[a]P浓度为10 mg·L~(-1)时降解效果更优.将不同重金属外加到培养液中,Cu2+(50 mg·L~(-1))和Cd2+(100 mg·L~(-1))能在一定程度上影响BB-1对B[a]P的生物降解作用,但菌株仍有很强的耐受性;Zn2+(200 mg·L~(-1))和Pb2+(300 mg·L~(-1))会显著影响降解效果.为了研究菌BB-1与植物的联合降解修复作用,通过对比研究将该菌株加入到种植紫茉莉的B[a]P污染土壤中,在未加入BB-1的污染土壤中,紫茉莉在开花期和成熟期对B[a]P的降解率分别为27.42%±1.99%和51.31%±3.06%,在加入BB-1的污染土壤中降解率分别为68.22%±1.21%和77.16%±0.62%,可见加入菌株BB-1后能显著提高紫茉莉对土壤中B[a]P的降解效率.为确定降解作用的菌株来源,分别对比了非根际和根际土壤中的B[a]P含量,发现在开花期和成熟期任何一种处理的根际土中B[a]P残留浓度都小于非根际土,说明土壤中B[a]P的去除主要是源于根际的作用.在植物修复的基础上,添加能耐受一定重金属浓度的高效B[a]P降解菌,能提高B[a]P降解率,有望为日后大规模田间应用提供可靠的技术参数.     

除草剂绿草定-2-丁氧基乙酯的降解特性及降解机制研究

按照《化学农药环境安全评价试验准则》的规定并参考美国EPA导则,采用室内模拟试验方法,研究了绿草定-2-丁氧基乙酯在环境中的降解特性.结果表明,25℃时绿草定-2-丁氧基乙酯在pH =4、7、9缓冲溶液中的水解半衰期分别为533 d、21.8 d、＜1 d;高温、碱性条件下绿草定-2-丁氧基乙酯极易水解,其水解反应速率随反应介质pH值的增大、反应温度的升高而增大;初步确定绿草定-2-丁氧基乙酯分子在水溶液中生成的水解产物主要是绿草定.绿草定-2-丁氧基乙酯在土壤中迅速降解,酸性土壤中其降解趋势遵循一级动力学模型,中性和碱性土壤中其降解动态不能用一级动力学模型进行简单的拟合;绿草定-2-丁氧基乙酯在土壤中的降解形式主要为化学水解作用,降解生成绿草定和丁氧基乙醇;土壤pH和有机质含量是影响其土壤降解速率的主要因素,pH和有机质含量越高,其土壤降解速率越快.在人工光源氙灯条件下,绿草定-2-丁氧基乙酯在水溶液和土壤表面的光化学降解均符合一级动力学反应,不同介质对绿草定-2-丁氧基乙酯光解的影响差异显著.     

微生物胞外聚合物γ-聚谷氨酸分子微观构型变化中的离子特异性效应

微生物胞外聚合物对金属离子的络合影响其形态、流动性、生物利用度和生物修复的效率,在生物处理和生物修复中起到关键作用.本文研究了一种常见土壤微生物地衣芽孢杆菌(Bacillus lichenformis)生产的胞外聚合物γ-聚谷氨酸(γ-PGA)与钙、镁、铅离子结合前后的分子构型变化.结果表明,pH对γ-PGA的二级结构具有显著影响,而离子强度(0～50 mmol·L~(-1))对γ-PGA的二级结构影响不大.Ca~(2+)和Mg~(2+)的加入对γ-PGA二级结构并无影响,而Pb~(2+)的加入则对γ-PGA二级结构产生了显著影响.酸性条件下,γ-PGA结构通过两种分子内氢键稳定,形成稳定的α-螺旋结构,随着pH上升,侧链和骨架之间的氢键被破坏,加上不断增加的静电排斥力,使其α-螺旋结构向更加无规的β-折叠和无规线团结构转变.Pb~(2+)的加入不仅会破坏侧链和骨架之间的氢键,还可能破坏骨架中CO和NH之间的氢键.而Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)虽然能够与γ-PGA络合,却无法改变γ-PGA的二级结构.     

甲氰菊酯降解菌Sphingomonas sp.JQL4-5对污染土壤的生物修复

JQL4-5(Sphingomonas sp.)是1株从长期受农药污染土壤中分离的甲氰菊酯降解菌,考察了其在实验室模拟条件下对甲氰菊酯污染土壤的生物修复能力及其影响因素.结果表明,降解菌株在灭菌土壤中的降解效果要略好于未灭菌土壤,在土壤外源添加降解菌10⁶ CFU·g^-1,温度20～40 ℃, pH为6.5～7.5的条件下,该菌株能有效降解土壤中10～200 mg·kg^-1的甲氰菊酯.可以将其应用于甲氰菊酯污染土壤的生物修复.     

2,4,6-三氯苯酚降解菌的筛选及降解特性

为了研究氯酚类环境激素2,4,6-三氯苯酚的生物降解性,从活性污泥中分离筛选出一株能以2,4,6-三氯苯酚为唯一碳源生长的降解性菌株T10,通过16S rRNA测序鉴定其为一种芽孢杆菌(Bacillus sp.)。在实验室条件下探讨pH值、温度等环境因素对菌株T10降解性的影响,实验结果表明该菌株在pH为7.0,30⁴0℃范围内具有高降解活性,底物浓度为25 mg/L时,120 h的降解率均能达到90%以上,在30℃条件下的降解半衰期为1.26 d。初始底物浓度达到30 mg/L时,2,4,6-TCP的抑制作用开始起主导作用,影响菌株降解活性。     

2,6-二叔丁基酚降解菌的降解特性研究

从腈纶废水处理构筑物的生物膜中分离、筛选得到1株能降解2,6-二叔丁基酚的菌株,经驯化,其对2,6-二叔丁基酚的降解率提高了26%,具有了较高降解能力.经形态和生理生化鉴定,该菌株属于产碱菌属(Alcaligenes sp.).通过摇瓶试验考察了生长条件对菌株的生长和底物降解的影响,得出该菌株的最适生长条件为温度37℃,初始pH为7.0,接种量为0.1%.在该条件下,对初始底物浓度为100mg/L的降解过程进行了考察,结果表明其11d的降解率达62.4%,而且降解过程符合Eckenfelder动力学模型,半衰期为9.38d.还对不同初始底物浓度对菌株降解性能的影响进行了研究,结果表明最佳初始底物浓度为200mg/L,当小于该值时,初始底物浓度的增加促进该菌株的生长和底物的降解,而当大于这个值时,则起抑制作用.     

外源环烷酸在土壤中的降解过程及对微生物群落结构的影响

环烷酸类物质(naphthenic acids,NAs)是石油中的一种天然成分,所占质量分数约为2%,是除多环芳烃外最具生态毒性的石油污染物.随着能源需求的增长,大量NAs通过石油工业的各个过程进入土壤环境中,对人类健康和生态系统造成了巨大的潜在威胁.然而,目前对外源NAs在土壤中的降解过程及其对微生物群落结构的影响等研究较少.本研究以自然洁净土壤为样本,通过添加180 mg·kg~(-1)高浓度NAs,并借助液相色谱、高通量测序等技术探究了土壤中NAs的降解过程及微生物群落动态变化.研究发现,自然洁净土壤对高浓度NAs降解能力较强,5 d内降解量达到50%,15 d后稳定在80%左右,但NAs含量低于42 mg·kg~(-1)后难以被生物利用;NAs污染明显改变了土壤细菌群落结构,土样中特有OTU数目增加,主要分布在未鉴定门、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);高含量NAs污染胁迫下,拟杆菌门、酸杆菌门(Acidobacteria)及变形菌门中的γ变形菌纲(γ-Proteobacteria)物种丰度在短期内迅速升高,显示了较强耐受性,是潜在的NAs降解菌,而放线菌门(Actinobacteria)相对丰度则大幅下降,降幅高达24.8%;研究结果揭示了外源NAs在土壤中的降解过程及对微生物群落结构的影响,为石油污染土壤的生态修复提供了科学支持.     

一株1,2,3,4-四氯苯降解菌的筛选和降解特性研究

从广东某化学试剂厂周边土壤中筛选、分离并纯化出一株能有效降解1,2,3,4-四氯苯(1,2,3,4-TeCB)的菌株,命名为L-1号菌.探索不同接种量(2%;3%;5%)菌株对25 mg·L-1的1,2,3,4-四氯苯模拟废水化学需氧量(COD)、氯离子释放浓度、1,2,3,4-四氯苯降解效果影响,并结合气相质谱联用仪(GC-MS)工作站分析菌株对1,2,3,4-TeCB降解产物.结果表明:经16S rDNA鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌;菌株接种量为5%对1,2,3,4-TeCB降解效果最佳,在pH=7.0、温度30℃,摇床转速110 r·min-1条件下反应7d,COD降解率达62.71%;氯离子释放浓度4.98mg·L-1;四氯苯降解量达20.47 mg·L-1.通过对L-1号菌降解1,2,3,4-TeCB产物分析,发现L-1号菌对1,2,3,4-TeCB的降解是通过先开环后脱氯的途径实现的.     

BIOX长效促生物氧化剂修复石油烃污染土壤的中试研究

在污染土壤处置基地生物大棚中,利用BIOX长效促生物氧化剂对石油烃污染的土样进行了原址异位的修复中试,考察药剂投加量对土壤中石油烃降解率的影响。试验结果显示,土壤中总石油烃含量约为5 000 mg/kg时,投加3%和5%的BIOX长效促生物氧化剂,处理60 d后,石油烃的降解率分别为76.7%和79.7%,比对照组的降解率分别高出48%和51%,处理后土壤中总石油烃含量降至约1 000 mg/kg,处理效果明显。本试验中石油烃降解率并未随BIOX投加量的增加而大幅提高,影响石油烃降解菌生长的主要限制因素可能为环境温度和石油烃含量较低。     

Bacillus natto TK-2产γ-絮凝活性的研究

对γ-聚谷氨酸的絮凝活性进行了研究,得出了其最佳絮凝条件为:γ-聚谷氨酸投加浓度为10mg/L;絮凝体系的pH为7.0;γ-聚谷氨酸在80℃以下都能保持很高的絮凝活性;添加不同种类的K+,Na+,Ca2+,Mg2+,Fe2+,Fe3+,Al3+能不同程度地提高γ-聚谷氨酸的絮凝活性,其中添加Ca2+的助凝效果最好,最终选择Ca2+为最佳的助凝离子并确定添加浓度为100mg/L。     

苯醚甲环唑在番茄和土壤中的残留动态研究

采用田间试验方法研究苯醚甲环唑在番茄和土壤中的残留与降解动态,应用超高效液相色谱-串联四级杆液质联用法(UPLC-MS/MS)进行定性和定量分析. 结果表明,苯醚甲环唑在番茄中的平均回收率为90.3%～107.1%,变异系数为0.7%～7.8%;在土壤中的平均回收率为80.1%～104.7%,变异系数为7.2%～9.1%. 动态研究结果表明:苯醚甲环唑在番茄中的降解比在土壤中快,在山东和河南两地番茄中的降解半衰期分别为3.3～3.8和3.3 d;在土壤中的降解半衰期分别为19.9～22.4和13.1～18.8 d. 10%苯醚甲环唑微乳剂在番茄上按照推荐剂量最多施药2次,采收期距最后一次施药3 d,番茄中苯醚甲环唑残留量小于0.158 mg/kg. 低于日本和澳大利亚规定的最高残留限量(MRL,0.5 mg/kg),说明苯醚甲环唑为低残留、易降解农药.      

固定化优势菌种降解2,6-二叔丁基酚

 用海藻酸钙包埋固定优势降解菌(Alcaligenes sp.)降解 2,6-二叔丁基酚(2,6-2DTBP).结果表明,菌株经固定化包埋后,降解底物 2,6-DTBP的能力大大提高,在 100.0mg/L 的初始浓度下其降解率在 12d 可达到 86%.与未固定菌株相比,固定化菌株对 pH 值和温度的适应范围更宽,对底物具有更高的降解能力.对固定化菌株的降解反应过程进行动力学分析,该降解反应符合一级动力学特征,其动力学常数为 0.1519,半衰期为 4.56d.扫描电镜观察到菌种在海藻酸钙包埋载体中能良好地生长和繁殖.     

完全对称电场对电动-微生物修复石油污染土壤的影响

针对石油这种非极性复杂有机污染物难以去除的特点,以含油量为50 mg/g的石油污染土壤为研究对象,运用行/列循环切换方式,每5 min切换一次电极极性,建立空间和场强上完全对称的电场,旨在研究完全对称电场条件下电动-微生物联合修复对石油污染物去除率的影响. 对土壤有效氮、有效磷、有效钾等营养物含量以及降解菌数量在电场作用下的变化进行比较. 结果表明,1 V/cm的电压梯度下,土壤中的w(有效氮),w(有效磷)和w(有效钾)分别为初始值的1.3,1.6和1.2倍;同时,在电场作用和电极极性切换条件下,土壤的pH为6.3±0.2,温度升高2～3 ℃,石油降解菌的数量增加,当处理时间为20 d时,降解菌数量最大值达2.3×109 　CFU/mL,进而提高了石油的去除率. 烷烃在电动处理下降解速率加快,60 d烷烃去除率达到15.73%. 经过60 d的电动-微生物修复,石油去除率达到33.42%,是对照组的2.4倍.      

固定化菌种降解2,6-二叔丁基酚的研究

用前期研究中获得的2,6二叔丁基酚(简2,6DTBP)降解菌(Aeromonassp.),进行了对2,6二叔丁基酚的降解性能等研究。结果表明菌株经固定化包埋后,降解底物2,6DTBP的能力大大提高。在100.0mg/L的初始浓度下其降解率在12d可达到81%。通过对固定化菌株的降解反应过程的动力学分析,其对底物的降解反应符合一级动力学特征,当2,6DTBP初始浓度为100mg/L时,固定化菌种其动力学常数为0.1232,半衰期为5.63day。扫描电镜观察到菌种在海藻酸钙包埋载体中能良好地生长和繁殖。     

堆肥-生物强化对重度石油污染土壤的修复作用

为解决微生物强化修复油污土壤过程中降解菌在低温环境下活性较低的问题,利用有机堆肥作为固体培养基对降解菌进行扩大培养,将获得的降解菌-堆肥制剂施入油污土壤中进行修复研究.利用重量法和GC-MS分析土壤中石油烃含量变化,利用Illumina Mi Seq对土壤微生物群落结构进行分析.结果表明,利用堆肥作为固体基质可对降解菌进行扩大培养.低温环境下利用堆肥-降解菌制剂对油污土壤修复30 d,土壤中石油烃、烷烃、多环芳烃去除率分别为27.0%、19.6%、10.0%;自然放置的土壤中3种烃去除率分别为4.5%、9.5%、2.3%.加入降解菌-堆肥制剂进行修复的土壤香农指数和Ace指数分别由4.42和1718.5增加为5.30和2170.5;土壤中变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)所占丰度由53.4%和25.9%分别降低至48.9%和14.1%,拟杆菌门(Bacteroidetes)所占丰度由5.0%增加至24.5%.属水平上,不动细菌属(Acinetobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)所占丰度由0.02%和3.4%分别提高至15.2%和4.6%.研究结果表明,在低温条件下向石油污染土壤中施入降解菌-堆肥制剂可提高土壤中的石油烃去除率,并使土壤微生物群落结构发生明显变化.     

泰乐菌素降解菌的筛选及其降解动力学研究

从长期堆放泰乐菌素药渣附近土壤中驯化分离到1株泰乐菌素高效降解菌株TS1,为革兰氏阴性杆菌,菌落形态呈圆形,乳白色,表面光滑,不透明,边缘整齐.用菌株TS1处理初始浓度为100mg/L的泰乐菌素药渣5d,降解率可达100%.泰乐菌素降解符合一级动力学特征,对初始浓度为50, 100, 200, 300, 400, 500mg/L泰乐菌素的降解动力学方程分别为:lnc =﹣0.4078t + 4.043,lnc =﹣0.4496t + 4.8416,lnc =-0.4069t + 5.4932,lnc =﹣0.4174t +5.9766,lnc =﹣0.4233t + 6.2483,lnc =-0.342t +6.4618;半衰期(t1/2)分别为1.69, 1.54, 1.70, 1.66, 1.64, 2.03d.以蛋白胨或氨氮作为泰乐菌素共代谢基质时,菌株TS1在7d内对初始浓度为300mg/L泰乐菌素的降解率可达99%以上,降解动力学方程分别为:lnc = -0.4174t + 5.9766,lnc =-0.3719t + 6.0133;t1/2分别为:1.66, 1.86d.而用葡萄糖作为共代谢基质时,泰乐菌素在10d内的降解率仅为66.7%,并且t1/2延长至6.44d,说明葡萄糖的加入不利于了菌株TS1对泰乐菌素的降解.     

畜禽粪便改良土壤中E1和E2自然降解的影响因素

研究了E1(雌酮)和E2(17β-雌二醇)在牛粪、猪粪和鸡粪改良土壤自然降解过程中灭菌、光照和温度的影响以及泰乐菌素与吐温80的复合影响. 对比灭菌和未灭菌环境中E1和E2的降解效果表明,灭菌能显著抑制E1的降解,而对E2的降解影响不显著;对比光照和黑暗环境中E1和E2的降解可知,光照对二者的影响不大;在前2种条件下,E1和E2的降解效果(以去除率计)不受粪便类型的影响. 在0～35 ℃,雌激素E1和E2的去除率随温度的升高呈增大趋势,其中E1在牛粪改良土壤中的去除率由1.21%增至58.04%,E2的去除率由1.24%增至48.93%;环境中共存的吐温80能促进E1和E2的降解,当泰乐菌素与吐温80共存时,可有效促进E2的降解.      

一株吐温-80降解真菌的分离及其降解特性研究

大量的非离子表面活性剂应用于工业生产和人类日常生活,在洗涤污垢的同时这类表面活性剂也排入环境造成污染,吐温-80是其中之一。文章从生活污水污染的土壤中分离纯化一株高效降解吐温-80的真菌菌株,其与尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)亲缘关系最近。该菌株降解吐温-80的最适温度30℃,pH为6.0。吐温-80浓度高于8000mg/L条件下此菌株仍然旺盛生长,但装液量大于80mL(100mL瓶),小于40mL(100mL瓶)以及转速小于50r/min,大于130r/min时生长迟缓。