菌源对多环芳烃降解菌的筛选及降解性能的影响

高效降解菌的筛选对利用生物修复技术有效去除环境中的多环芳烃具有重要意义。分别以石油污染土壤和焦化废水活性污泥为菌源,分离出芘降解菌和混合PAHs(菲、荧蒽和芘)降解菌共14株并对其降解性能进行对比研究。结果表明,筛选得到的菌株分别属于9个菌属,其中2种菌源共有的菌属为Mycobacterium sp.、Ralstonia sp.和Shinella sp.。芘和PAHs的高效降解菌(CP16和CM32)均属于分支杆菌属(Mycobacterium),来源于焦化废水活性污泥;菌株CP16对芘(50mg/L)的7 d降解率为74.99%,CM32对PAHs(菲50 mg/L、荧蒽和芘各10 mg/L)的7 d降解率为100%。因此,以焦化废水活性污泥为菌源更有利于获得高效的多环芳烃降解菌。     

固废拆解场污染土壤中多环芳烃降解菌的筛选鉴定与降解特性

以腐植酸(HA) 溶液为吸附剂、从受多环芳烃污染的土壤中分离出来的降解菌制成为生物修复剂,以多环芳烃(PAHs)萘、菲、芘、荧蒽、苯并蒽、苯并芘为土壤污染物,对PAHs污染土壤进行修复实验。目的是筛选与分离吸附于HA的PAHs降解菌,研究HA与降解菌的协同效应对PAHs的降解效率的影响。用经过HA吸附的PAHs富集分离培养出1株高效降解菌株, 命名为Tzyx3,鉴定其为解脂耶氏酵母菌(Yarrowia lipolytica)。15 d后,土壤中萘、菲、芘、荧蒽、苯并蒽、苯并芘的降解率分别为90.7%、91.0%、74.7%、86.9%、84.7%和74.7%,表明Tzyx3和HA在PAHs污染土壤中存在协作关系,Tzyx3能够直接利用HA对土壤中的多环芳烃进行降解。     

盐环境下降解菌群对芘的降解特性研究

以芘为多环芳烃(PAHs)的代表物,利用1.0%盐度的无机盐培养基从石油污染土壤中富集出高效嗜盐PAHs降解菌群。通过DNA测序鉴定,菌群中对芘起重要降解作用的是Rhodanobacter、Pseudomonas、Mycobacterium,3者碱基比例达到31.82%。14d内,萘、菲、荧蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs的挥发损耗均可忽略不计。筛选得到的菌群降解芘的最佳条件为:酵母粉质量浓度为120mg/L,盐度不超过1.0%,无需额外添加甲基-β-环糊精。筛选出的降解菌群对芘的最佳降解条件可用于降解萘、菲、荧蒽和苯并[a]芘等其他PAHs,但随着PAHs环数增加,分子量增大,降解率降低。在最佳条件下降解14d时,萘、菲、荧蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs的降解率可分别达100.00%、85.48%、51.92%、56.28%、50.45%。     

采油废水中多环芳烃的生态风险评价

先利用C-18固相萃取小柱富集大港油田港东联合处理站污水处理站的采油废水中16种多环芳烃(PAHs,即萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽和苯并[g,h,i]苝),再用气相色谱/质谱(GC/MS)分析测定其浓度,以评价PAHs的去除率和生态风险。结果表明:(1)采油废水经处理后,COD、石油类去除率分别达到82.27%、91.06%;外排水COD、石油类达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准要求,优于中国采油废水处理的一般水平。(2)采油废水主要以2、3环的PAHs为主,约占总量的93%以上。(3)苯并[a]芘超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中限值。(4)处理前的采油废水中蒽、菲和苯并[a]芘具有一定的生态风险;处理后的外排水中萘、蒽、菲、荧蒽、苯并[a]芘的暴露浓度(PEC)/预测无效应浓度(PNEC)均小于1,目前尚未对环境造成威胁。但是8种PAHs(苊烯和苯并类PAHs除外)总和表现出较大的毒性,需要引起重视。     

低温电阻加热对土壤多环芳烃去除和细菌群落的影响

针对电阻加热技术修复多环芳烃污染土壤存在能耗高、降低土壤功能性的问题,采用低温条件 (80 ℃) 的电阻加热以降低能耗、减少对土壤肥力和细菌群落的影响。利用自主研制的电阻加热装置,探究低温加热对土壤多环芳烃的去除效果、对土壤理化性质和细菌群落的影响。结果表明,在80 ℃加热180 min条件下,电阻加热对土壤多环芳烃的去除率为21.8%,苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、䓛、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘和萘的质量分数均低于《土壤环境质量建设用地污染风险管控标准 (试行) 》 (GB 36600-2018) 第一类用地筛选值;电阻加热处理后细菌丰度增幅达108%,提高了群落丰富度和多样性,富集了多环芳烃降解菌和功能基因,将厚壁菌门PAHs降解菌的相对丰度放大了近10倍,提高了编码4,5-二羟基邻苯二甲酸酯脱羧酶 (K04102) 和1,4-二羟基-2-萘甲酰-CoA硫酯酶 (K12073) 的功能基因预测丰度,且不会对土壤肥力水平造成负面影响。本研究结果可为低温电阻加热在多环芳烃污染土壤修复中的应用提供参考。     

一株多环芳烃降解菌的筛选及其降解特性

微生物修复是治理土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)污染的主要方法,而高效降解菌筛选是微生物修复技术的重要基础。从北京焦化厂土壤中筛选分离得到一株PAHs降解菌Q3,通过生理生化和16S rDNA等分析手段鉴定其为Rhodococcus rhodochrous。结果表明：该菌株对芘的耐受能力较强,可降解初始浓度为200 mg·L⁻¹的芘;该菌株具有降解广谱性,可利用苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝等9种PAHs为唯一碳源进行代谢,特别是对苯并[a]芘等高环PAHs具有较好的降解效果;此外,该菌株可有效降解模拟液中的混合PAHs,并且对野外被PAHs长期污染的土壤具有较好的强化修复效果。投加菌株处理后的处理组与对照组相比,土壤PAHs总去除率提高了24%。以上结果表明该菌株对环境中被PAHs污染的土壤具有较好的强化修复潜力,可为PAHs污染土壤的微生物修复技术提供技术参考。     

污水处理厂各工艺阶段多环芳烃变化规律研究

采用固相萃取-气相色谱/氢火焰离子化检测器联用技术(SPE-GC/FID),对西安市某污水处理厂不同工艺段水体中的16种多环芳烃(PAHs)含量进行了长期监测。结果表明,原水中有13种PAHs检出,按浓度从大到小排序分别为:萘、菲、芴、芘、艹屈、二氢苊、苊、蒽、苯并(a)蒽、荧蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘;原水中PAHs的总量在477.1~3 067.7 ng/L之间,平均值为1 833.1 ng/L,同国内外报道的结果相比,可认为西安市生活污水中PAHs的含量处于中等水平;二级处理工艺对PAHs有较好的去除效果,平均去除率为79%,其中,生物处理单元的贡献最大,去除率达到68%。     

焦化厂污染土壤堆肥修复过程的毒性变化

以北京某焦化厂污染土壤为研究对象,按照5∶1的比例添加锯末后加入5%的草炭进行好氧堆肥,通过对污染土壤堆肥处理过程中16种PAHs的降解率、CAT值、SOM值、土壤毒性、pH和TN值的变化规律进行比较,研究添加草炭好氧堆肥对实际有机污染土壤中PAHs的降解效果。研究结果表明,(1)添加草炭好氧堆肥能有效降解有机污染土壤中PAHs,堆肥49 d后,EPA优控的16种PAHs总值从1 085.42 mg/kg降低到71.10 mg/kg,总降解率为93.27%。(2)焦化厂土壤中PAHs浓度较高的分别为荧蒽、菲、芴、苯并(a)蒽、芘、蒽和苯并(k)荧蒽,它们的和占Σ16PAHs总量的73.56%,其中荧蒽的含量最高,浓度为186.913 mg/kg。这7种PAHs的经过49 d添加草炭堆肥后降解率分别为95.67%、93.52%、92.22%、93.12%、93.01%、95.19%和96.24%。(3)通过有机质值和Σ16PAHs总量作图发现,有机质值和Σ16PAHs总量有一定的相关性,这表明在堆肥过程中,微生物在PAHs降解过程中起到很大的作用。     

表面活性剂增效电动技术修复多环芳烃污染土壤

研究了电动修复过程中修复时间和表面活性剂Triton X-100、鼠李糖脂对多环芳烃芘污染土壤的修复效果的影响。结果表明,在电动修复过程中,随着修复时间的增加,芘的去除率相应提高。通过向电解液中添加表面活性剂Triton X-100,芘的去除率从11.64%提高到了23.42%,当在电解液中添加浓度为40倍CMC的鼠李糖脂后去除率升高至36.29%,阳极附近土壤甚至达到了92.49%,这表明Triton X-100和鼠李糖脂均能促进土壤中芘的溶解和迁移,鼠李糖脂的促进作用高于Triton X-100。     

铜绿假单胞菌NY3所产表面活性剂对原油降解的影响

铜绿假单胞菌NY3是从石油污染土壤中分离出的一株能快速代谢疏水性化合物的菌种。研究了该菌产表面活性剂及对原油降解的作用。实验表明,在敞开体系中,投加82 mg/L NY3菌产的鼠李糖脂,240 h能使NY3对原油的降解率提高50%。投加甘油使NY3产鼠李糖脂与降解原油同步进行,与投加鼠李糖脂对原油降解的促进作用相近。投加9‰甘油使NY3在168 h对原油的降解率提高43%。NY3菌能同时降解原油中的直链烷烃及菲(Pr)和芘(Ph)等多环芳烃。在敞开体系中用少量甘油使产鼠李糖脂和降解原油同步进行,节约处理费用。研究结果为NY3菌株在露天石油污染环境修复中的应用奠定了基础。     

江苏盐城滩涂土壤中多环芳烃的测定

文中采用江苏盐城滩涂响水到滨海一带的滩涂土壤样品,利用索氏提取法提取、硅胶柱净化、高效液相色谱法分离检测土壤样品中的多环芳烃(PAHs),并用优化洗脱程序对滩涂土壤中PAHs的含量进行了测定。结果表明:11个滩涂土壤样品中检出萘、苊烯、菲、蒽、荧蒽、芘六种PAHs,其含量较低,说明该段滩涂土壤尚未受到多环芳烃的污染。     

沉积物中2株多环芳烃降解菌的分离鉴定及其对菲、荧蒽的降解特性

从长江重庆主城段近岸表层沉积物中,分离出2株能以菲和荧蒽为碳源和能源生长的菌株(命名为CJ1、CJ2),经鉴定分别为黄杆菌属(Flavobacterium sp.)和克雷伯氏杆菌属(Klebsiella sp.)。进行了菲和荧蒽在初始浓度为20~200 mg/L条件下的生长代谢过程与降解动力学分析。结果表明,CJ1对菲和荧蒽的降解效能总体优于CJ2。15 d时CJ1和CJ2对菲的降解率最高分别为74.3%和70.3%;30 d时CJ1和CJ2对荧蒽的降解率最高分别为58.2%和49.9%。初始浓度为200 mg/L时,两菌株对菲、荧蒽的降解受到一定程度抑制。     

生物因素对土壤中多环芳烃的降解机制

在温室内采用盆栽试验法,以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和蚯蚓(Pheretima sp.)为试验材料,以菲、芘为多环芳烃(PAHs)代表,在不同初始浓度下,测定试验70d后8种不同处理方式下土壤、蚯蚓和植物体内菲、芘浓度,研究生物因素对土壤中PAHs的降解机制。结果表明:(1)非生物土壤系统对PAHs有微弱的降解作用;(2)各生物因素在不同程度上促进了土壤中PAHs的降解;(3)植物-动物-微生物土壤系统对PAHs的降解当量最大,明显高于其他土壤系统;(4)不同因素的降解当量不同,其中植物和蚯蚓本身直接作用的降解当量甚微,植物-微生物交互作用最大,微生物次之;(5)不同因素和生物土壤系统对土壤中芘的降解当量均高于菲。因此,增加生物因素的种类和数量,特别是微生物,可促进PAHs的降解,对分子量大、结构复杂的有机物作用更显著。     

木糖氧化无色杆菌及混合菌群对多环芳烃的降解特性

采用木糖氧化无色杆菌及混合菌降解水中多环芳烃。考察了木糖氧化无色杆菌的降解广谱性及其对多环芳烃混合底物的降解,特别考察了混合菌对具有弱致癌性的■(Chrysene)的降解特性。结果表明,木糖氧化无色杆菌具有较宽的降解谱,对多环芳烃混合底物具有良好降解特性。当蒽、菲、芘和■4种PAHs共存时,木糖氧化无色杆菌对蒽、菲、芘和■的降解效率分别达83%、66%、85%和80%。与单一木糖氧化无色杆菌相比,混合菌对的降解效率较高。尖镰孢菌与木糖氧化无色杆菌、茄镰孢菌与木糖氧化无色杆菌和3株菌同时共存时,■的降解效率分别达87%、88%和86%。     

某电子垃圾拆解园周边农田土壤中多环芳烃的污染特征及风险评估

研究了某电子垃圾拆解园周边151个农田土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)的污染特征和环境风险。结果表明,125个表层土壤样品中PAHs总质量浓度在149.0~2.0×104μg/kg,均值为1 805.5μg/kg,随着剖面土壤深度增加,PAHs含量总体呈递减趋势。通过来源解析,电子拆解园周围土壤中PAHs污染主要由废弃的电子电器元件的粗放燃烧和汽车尾气排放共同引起。土壤风险评估表明,7种类二噁英毒性PAHs的毒性当量(TEQPAH)在6.000×10-5~0.689pg TEQ/g,平均值为0.015pg TEQ/g;苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、茚并(1,2,3-cd)芘致癌风险率超出百万分之一的样本比例分别为20.53%、6.62%、1.99%、2.65%、2.65%,其中采样点1、68两个点位表层土壤的苯并(b)荧蒽致癌风险率超过了万分之一。     

类Fenton试剂氧化降解土壤中PAHs及其影响因素研究

使用类Fenton试剂可以有效降解土壤中的多环芳烃（PAHs）。选择4种PAHs菲、芘、苯并[a]芘、茚并（1,2,3-cd）芘作为考察对象,研究了类Fenton试剂对土壤中PAHs的降解条件。单因素降解实验结果表明,在H2O2浓度为0.5mol/L,Fe（NO3）3浓度为0.1 mol/L,水土比为3∶1,反应时间为...     

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。     

化学氧化法治理焦化厂PAHs污染土壤

针对焦化类工业场地多环芳烃(PAHs)污染土壤治理问题,选取北京某焦化厂PAHs污染土壤,对其进行化学氧化修复治理的室内模拟研究,实验采用高锰酸钾、Fenton试剂、双氧水和过硫酸钠4种氧化剂,测试了氧化剂的土壤氧化剂需求量(SOD),分析了4种氧化剂对15种PAHs的氧化效果以及反应过程中土壤总PAHs浓度和土壤有机质含量(SOM)随反应时间的变化。结果表明,北京某焦化厂PAHs污染土壤过硫酸钠SOD低于高锰酸钾SOD;Fenton试剂和双氧水对PAHs的总去除率分别为59.53%和62.72%,且对三环PAHs的去除率较好,高锰酸钾对PAHs的总去除率为59.24%,对蒽和苯并(a)芘的去除效果较好,活化过硫酸钠对PAHs的总去除率为68.87%;土壤有机质可通过对PAHs的吸附影响氧化剂的处理效果。     

嗜油菌NY3对蜡质油污泥无害化处理

蜡质油污泥(WOS)成分复杂,含大量老化原油、蜡质油、沥青质及其他化学药剂,属危险性固体废弃物,大量排放已成为石化企业可持续发展的障碍。研究利用铜绿假单胞菌NY3处理高浓度WOS的条件,结果表明,WOS:木屑(m/m)(d=0.30 mm) 7:1并结合热熔分散为最佳油污泥预处理条件;液相降解体系含油量为24.5 g/L时,6 d内,油泥中C20以下的正构烷烃完全被去除,C21~C34和C35~C38大分子量正构烷烃去除率分别在91%~99%和78%~89%之间。添加鼠李糖脂能明显提高长链烃和多环芳烃的降解率。6 d内210 mg/L鼠李糖脂使C29~C38的降解率提高17.27%~36.65%,芘、菲分别提高13.67%和16.12%。添加葡萄糖和Fe2+的条件下,NY3菌可将油污泥转化成为糖蛋白,产量达28 g/L。     

二鼠李糖脂对白腐菌降解稻草中木质纤维素的影响

通过固态发酵方式采用白腐菌对稻草中木质纤维素进行降解,并研究了生物表面活性剂二鼠李糖脂对该降解过程的影响。结果表明,不同浓度的二鼠李糖脂能在不同程度上提高降解过程水溶性有机碳的含量,添加0.007%和0.021%二鼠李糖脂的实验组最高TOC(total organic carbon)浓度较对照组分别提高了83.6%和54.5%,这有利于黄孢原毛平革菌的生长,且延缓了菌体的衰退。添加临界胶束浓度0.007%和0.021%浓度的二鼠李糖脂可使LiP(lignin peroxidase)酶活分别提高85.7%和41.2%,二鼠李糖脂对MnP(manganese peroxidase)酶活没有显著影响。生物表面活性剂的介入促进了白腐菌对稻草中木质素的降解,添加0.007%二鼠李糖脂可使木质素降解率提高54%。