十氯联苯的超(亚)临界水降解特性

以多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)中氯代饱和度最高的十氯联苯(Deca-chlorobiphenyl,D10CB)为对象,考察了反应温度、供氧量、停留时间和Na OH对十氯联苯降解效果和PCBs产物分布的影响,并通过产物的GC-MS检测结果,推测了D10CB的降解机理.实验表明,在供氧量50 m L条件下反应10 min,350~450℃时,D10CB去除率均高于96%,总PCBs的去除率为77.2%~81.2%.供氧量的增加有助于提高PCBs去除率,450℃时,供氧量200 m L比无氧条件下提高了10.5%.Na OH的加入不仅明显提高了D10CB和总PCBs的去除率,而且使产物不同氯代水平PCBs含量分布趋于均匀.结合产物中其他小分子有机组分推测,D10CB超(亚)临界水降解首先发生脱氯反应,继而发生苯环开环、小分子基团去除及氧化分解等复杂反应.     

羟基氧化铁对太湖底泥中多氯联苯微生物厌氧脱氯的影响

多氯联苯（PCBs）的微生物厌氧脱氯过程与底泥的理化性质密切相关.三价铁是底泥中常见的竞争性电子受体,在太湖底泥微环境中添加羟基氧化铁（FeOOH）,探究其对PCBs厌氧脱氯的影响.结果表明:①两种微环境（未添加FeOOH的对照组和添加了FeOOH的试验组）中的脱氯启动均存在滞后期,对照组的脱氯滞后期为21~42 d,而添加了40 mmol/kg（以泥浆计）FeOOH的试验组中,脱氯于42~63 d启动.脱氯启动后,对照组和FeOOH试验组的脱氯速率分别为0.035和0.014 mg/（kg·d）.第210天时,对照组内54.09%的PCBs母体被降解,而FeOOH试验组中仅去除了20.81%.因此,FeOOH对PCBs的还原脱氯具有显著的抑制作用,不仅延长了脱氯滞后期,还降低了脱氯程度和脱氯速率.②FeOOH显著抑制了间位（meta-）和对位（para-）氯的脱除（P < 0.05）.第210天时,对照组和FeOOH试验组中间位（meta-）氯原子的降解率分别为27.2%和8.9%,对位（para-）氯原子的降解率分别为17.9%和4.9%.但无论在三价铁〔Fe（Ⅲ）〕还原条件下还是无FeOOH添加的对照条件下,脱氯偏好均显示为间位（meta-）>对位（para-）>邻位（ortho-）.邻位脱氯路径仅存在于对照组中,说明FeOOH还原完全抑制了邻位脱氯进程.③脱氯过程中,对照组和FeOOH试验组的生物多样性（Shannon-Wiener指数和Simpson指数）从0天到210天逐渐降低,且Fe（Ⅲ）还原条件下的生物多样性低于对照组.随着脱氯反应的进行,厚壁菌门（Firmicutes）在两个体系中占比最高,而变形菌门（Proteobacteria）的优势地位下降,绿弯菌门（Chloroflexi）的占比有一定程度的提高.对照组和FeOOH试验组中脱氯菌Dehalococcoides均出现富集,Dehalococcoides可能对太湖底泥微环境中PCBs的厌氧脱氯具有重要作用.研究显示,FeOOH对太湖底泥中PCBs的厌氧脱氯具有抑制作用,并使微环境中的微生物群落发生了一定变化.      

多氯联苯降解菌Pcb6所含质粒的某些特性的研究

研究证明,某些土壤微生物可以分解多氯联苯(PCBs)。笔者也曾报道过几株能够降解PCBs的细菌。细菌降解质粒可赋予细菌分解代谢各种复杂有机化合物的能力。Kamp和Furukawa等曾分别发现了能够将4-氯联苯和3,5-二氯联苯转化成对应的氯苯甲酸的质粒。 Pseudo monas.sp.Pcb6是一株含有质粒的PCBs降解菌,它对4-PCB、PCB-42、PCB-48和Aroclor1254降解效果显著,并具有明显的脱氯作用。本实验对该质粒的某些生物学特性进行了研究。     

氯酚溶液的γ辐照还原降解研究

氯酚由于氯取代基产生的诱导效应,使其容易受到亲核粒子的攻击而被还原降解.通过测定γ辐照前后氯酚母体、Cl-离子以及反应中间产物的浓度变化,研究了4种氯酚水溶液(4-CP、2-CP、2,4-DCP、2,4,6-TCP)与水合电子ea-q反应的降解脱氯过程.结果表明,在水合电子ea-q还原体系中,4种氯酚的降解脱氯顺序依次为:2,4,6-TCP>2,4-DCP>2-CP>4-CP,多氯酚比单氯酚容易降解脱氯,邻位上的氯原子要比对位上的氯原子更容易去除,苯酚和Cl-是氯酚反应降解的最终产物.另外,4种氯酚的降解和脱氯过程皆遵循一级反应动力学特征,4-CP、2-CP、2,4-DCP和2,4,6-TCP的降解反应常数分别是0.154、0.253、0.750和1.188 kGy-1,脱氯反应常数分别为0.137、0.219、0.251和0.306 kGy-1.     

不动杆菌（Acinetobacter sp.）降解4-氯酚的特性及机制研究

富集培养从受污染土壤中分离到的能够以4-氯酚为唯一碳源和能源的微生物,16S rDNA序列分析表明,该微生物为Ac/naobacter sp..其降解4.氯酚的机制为邻位裂解途径,氯代邻苯二酚1,2-双加氧酶的活性可以通过氯酚的诱导显著提高.当氯酚的初始浓度范围为2～8 mmol/L时,该微生物能够很好地生长,并能有效地降解氯酚.除4.氯酚外,该微生物还可以降解2-氯酚、3-氯酚和2,4-二氯酚,有较宽的底物范围.添加柠檬酸等共基质不仅能够改善微生物的生长,还可以提高氯酚的降解效率,这对于实际受污染环境的生物修复非常重要.     

海洋沉积物中PAHs和PCBs的来源与微生物降解

作为典型的持久性有机污染物的多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs),其在环境中的累积及对环境和生物的危害已经引起了广泛地关注.本文系统地论述了海洋沉积环境中PAHs和PCBs的来源、分布、微生物降解过程及其控制因素.已有的结果表明,PAHs和PCBs的分布受输入源、季节因素、沉积物的粒度和沉积物中总有机碳含量的影响.其中,输入源是决定沉积物中PAHs和PCBs含量高低的最重要的因素.通常情况下,沉积物中PAHs和PCBs的浓度在夏季丰水期比冬季枯水期低.沉积环境中的PAHs和PCBs的含量与沉积物颗粒粒径和总有机碳含量具有一定的相关性.微生物降解过程受其化学结构、其它碳源、能源以及环境条件的影响,低分子量和化学结构简单的化合物容易被微生物降解,外加葡萄糖或乙酸盐,降解程度加深,外加氮源降解程度较差,如果仅以PAHs作为碳源,微生物降解作用几乎不发生;环境的温度和pH值影响降解的方式、程度和速率.由于海洋环境的复杂性以及PAHs和PCBs的多变特征,海洋沉积物中PAHs和PCBs的行为机制远未搞清,PAHs和PCBs与海洋碳循环的关系至今尚未涉及,这些复杂的过程将是海洋沉积物中PAHs和PCBs进一步研究的方向.     

二氧化锰氧化降解五氯酚

以二氧化锰为氧化剂,研究了pH 4.12的水溶液中五氯酚氧化降解的反应动力学,并讨论了反应溶液的pH对反应动力学的影响.结果表明,五氯酚对二氧化锰的氧化作用具有较强的反应感受性.在pH一定和二氧化锰充分过量的条件下,随着反应的进行,五氯酚的降解速度变慢,遵循的不是简单的准一级反应动力学而是复合的反应动力学.此外,随溶液pH由3.5升高6.6,五氯酚的降解速度发生显著地下降.运用溶剂萃取和气质联用仪的分析方法,检测到2个主产物和1个次产物.其中,次产物是由四氯-1,4-氢醌与四氯儿茶酚组成的混合物;2个主产物是由五氯酚氧自由基偶合而成的二聚体,且是同分异构体.在观测到的表面反应动力学和降解产物的基础上,提出了五氯酚被二氧化锰氧化降解的反应流程图.     

二氧化锰氧化降解五氯酚

以二氧化锰为氧化剂,研究了pH 4.12的水溶液中五氯酚氧化降解的反应动力学,并讨论了反应溶液的pH对反应动力学的影响.结果表明,五氯酚对二氧化锰的氧化作用具有较强的反应感受性.在pH一定和二氧化锰充分过量的条件下,随着反应的进行,五氯酚的降解速度变慢,遵循的不是简单的准一级反应动力学而是复合的反应动力学.此外,随溶液pH由3.5升高6.6,五氯酚的降解速度发生显著地下降.运用溶剂萃取和气质联用仪的分析方法,检测到2个主产物和1个次产物.其中,次产物是由四氯-1,4-氢醌与四氯儿茶酚组成的混合物;2个主产物是由五氯酚氧自由基偶合而成的二聚体,且是同分异构体.在观测到的表面反应动力学和降解产物的基础上,提出了五氯酚被二氧化锰氧化降解的反应流程图.     

多氯联苯污染农田土壤的原位生态调控修复效应

通过田间原位修复试验,初步研究了不同生态调控措施对多氯联苯(PCBs)污染农田土壤的修复效应.结果表明,经添加石灰、翻耕、种植紫花苜蓿、种植水稻等修复阶段后,土壤中PCBs含量呈显著降低,平均去除率达86.9%;同时也降低了土壤中类二英PCBs毒性当量.对土壤PCBs同系物分析结果表明,在调控翻耕与种植紫花苜蓿修复阶段,主要对低氯代PCBs进行降解去除;在种植水稻修复阶段,则主要降低了高氯代PCBs含量.结果还显示原位生态调控修复并未对土壤微生物生态产生较大影响.可见,该技术对于修复PCBs污染农田具有良好的应用前景与推广意义.     

苜蓿根瘤菌对多氯联苯降解转化特性研究

采用溶液摇瓶实验研究了苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)对三氯代联苯(2,4,4′-trichlorobiphenyl)单体以及18种多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)混合物的降解转化能力.结果表明,接入苜蓿根瘤菌转化7d后,随着溶液中底物2,4,4′-TCB浓度的增加,该菌株对其的降解能力也逐渐提高,在1.0、5.0、10.0、25.0、50.0 mg.L-1浓度条件下该菌对2,4,4′-TCB的降解率分别为34.0%、48.3%、69.7%、96.0%、98.5%,并且通过气相质谱分析,发现溶液中出现了一些新的代谢产物.同时,苜蓿根瘤菌对不同浓度下18种PCBs同系物混合物的降解能力,随着底物浓度的升高呈现出从低到高,然后降低,并趋于平衡的趋势,其最高降解率可达54.7%,并存在高氯代PCBs向低氯代PCBs的转化过程.     

多氯联苯的微生物降解

以多氯联苯(PCB)为唯一碳源,通过选择性富集培养,从变电站变压器油污染的土样中分离出25株PCB降解菌,底物生长试验结果表明,它们可以利用多种PCB作为唯一碳源,对其中三株菌作了鉴定,都属于假单胞菌属(Pseudomonas)用气相色谱法和氯离子测定法检测了八株菌对各种PCB的降解能力,降解率一般为20—50%,高的可达60—100%,降解能力随含氯量的增高而降低,不同异构体降解的难易程度有很大差别,在PCB的降解中有氯离子的释放。     

两株假单胞菌降解酚类化合物的特性

从焦化废水中分离得到2株可降解对氯酚的假单胞菌(Pseudomonas)CO-1和CO-44.其最适降解温度为35~40℃,最适pH值为6.0~8.0.菌株降解对氯酚的速度与对氯酚初始浓度呈负相关.2株细菌均能较快地降解苯酚和甲酚,其中CO-1还能够降解1-萘酚和萘.在添加对氯酚的焦化废水中,CO-1和CO-44能够在42h内将苯酚、甲酚和对氯酚完全降解.从2株细菌中均检测到了苯酚羟化酶基因,分别从菌株CO-1和CO-44中检测到邻苯二酚1,2-双加氧酶基因和邻苯二酚2,3-双加氧酶基因.     

多氯联苯降解菌Pseudomonas sp. DN2的分离鉴定及其降解特性研究

从长期受PCBs污染的土壤中经富集培养筛选分离到1株能以联苯为唯一碳源和能源生长的革兰氏阴性细菌DN2.经形态观察、16S rDNA序列分析和系统发育分析初步鉴定为Pseudomonas sp..对其联苯双加氧酶的bphA1基因核心区和2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶活力进行了分析测定,结果表明该菌具有降解联苯/PCBs的相关基因存在.利用GC-MS测试该菌的静息细胞降解PCBs的能力表明,该菌株可以在3 d内显著而高效地降解Aroclor 1242总量的67%,其对Aroclor 1242中各单体同系物的降解率在30%～90%之间.这对PCBs污染场地的原位生物修复具有实际应用意义.     

3株细菌对土壤中芘和苯并芘的降解及其动力学

研究了3株多环芳烃(PAHs)高效降解菌对土壤中芘和苯并芘(BaP)的降解动态,用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对结果进行拟合.结果表明,3株细菌对芘和BaP的降解率有显著性差异.芽孢杆菌(Bacillus sp.SB02)42 d对芘和BaP的降解率均最高.当土壤中芘和BaP的初始浓度为50　mg/kg时,芽孢杆菌(Bacillus sp. SB02)、动胶杆菌(Zoogloea sp. SB09)、黄杆菌(Flavobacterium sp. SB10)42 d对芘的降解率分别为42.69%、32.88%、25.07%, 对BaP的降解率分别为33.04%、25.39％、22.02%.3株细菌对芘和BaP的降解速率也存在显著性差异.芽孢杆菌(Bacillus sp., SB02)最快,1周可降解20.88％芘和12.6%的BaP,动胶杆菌(Zoogloea sp.SB09)次之,黄杆菌(Flavobacterium sp.SB10)降解速率最慢.     

4株邻苯二甲酸二丁酯降解菌的分离鉴定及其相关降解基因的克隆

从土壤中分离纯化出4株能降解邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的菌株,分别命名为JDC-1、JDC-8、JDC-9、JDC-12,并对其进行了形态学、生理生化及分子生物学鉴定.菌株革兰氏染色阳性,16S rDNA序列分析显示4株菌均与节杆菌属(Arthrobacter sp.)有99%以上的序列相似性,初步判断这4株菌为Arthrobacter sp..通过PCR扩增及克隆,均获得了1个约900 bp的DNA片段,测序结果显示该片段与Arthrobacter keyseri的邻苯二甲酸3,4-双加氧酶基因的核苷酸序列相似性为96%以上.对4株菌的最适生长条件及对DBP的降解能力进行了分析,结果显示,4株菌的最适生长条件为pH 7.0~8.5,温度30~35℃.以DBP作为目标测试物,在适宜条件下测试了4株菌的降解能力,显示这4株菌均为高效降解菌,效率最高的JDC-1能在28 h内将500 mg/L的DBP降解完全,最慢的JDC-8经40 h能将500 mg/L的DBP降解完全,本研究对于DBP降解机制的研究及微生物资源的开发都具有重要意义.     

亚硝化单胞菌的分离鉴定及其降解特性的研究

对含有亚硝化菌的活性污泥进行富集和分离得到6株亚硝化菌,对其中降解效果最好的一株YS6菌株进行鉴定和降解特性研究。结果表明:该菌为亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.),最适碳源CaCO_3和NaHCO_3,最适温度30℃,最适pH值8,250mL锥形瓶最佳装瓶量50 mL,接种量12×10~9个。     

Isolation and characterization of gasoline-degrading bacteria from gas station leaking-contaminated soils

The effects of culture conditions in vitro and biosurfactant detection were studied on bacterial strains capable of degrading gasoline from contaminated soils near gas station. The main results were summarized as follows. Three bacteria （strains Q10, Q14 and Q18） that were considered as efficiently degrading strains were isolated and identified as Pseudomonas sp., Flavobaeterium sp. and Rhodococcus sp., respectively. The optimal growth conditions of three bacteria including pH, temperature and the concentration of gasoline were similar. The reduction in surface tension was observed with all the three bacteria, indicating the production of biosurfactant compounds. The value of surface tension reduced by the three strains Q10, Q14 and Q18 was 32.6 mN.m, 12.4 mN. m and 21.9 mN.m, respectively. Strain Q10 could be considered as a potential biosurfactant producer. Gasoline, diesel oil, benzene, toluene, ethylbenzene and xylene （BTEX） could easily be degraded by the three isolates. The consortium was more effective than the individual cultures in degrading added gasoline, diesel oil, and BTEX. These results indicate that these strains have great potential for in situ remediation of soils contaminated by gas station leaking.     

Characterization and phylogenetic analysis of a phenanthrene-degrading strain isolated from oil-contaminated soil

Bacterium strain EVA17 was isolated from an oil-contaminated soil, and identified as Sphingomonas sp.based on analysis of 16S rDNA sequence, cellular fatty acid composition and physiological-chemical tests. The salicylate hydroxylase and catechol 2, 3-dioxygenase (C23O) were detected in cell-free lysates, suggesting a pathway for phenanthrene catabolism via salicylate and catechol. Alignment showed that both of the C23O and GST genes of the strain EVA17 had high similarity with homologues of strains from genus Sphingomonas. The phylogenetic analysis based on 16S rDNA and C23O gene sequence indicated that EVA17 should be classified into genus Sphingomonas, although the two phylogenetic trees were slightly different from each other. The results of co-amplification and sequence determination indicated that GST gene should be located upstream of the C230 gene.     

Identification and characterization of integron mediated antibiotic resistance in pentachlorophenol degrading bacterium isolated from the chemostat

A bacterial consortium was developed by continuous enrichment of microbial population isolated from sediment core of pulp and paper mill e uent in mineral salts medium (MSM) supplemented with pentachlorophenol (PCP) as sole source of carbon and energy in the chemostat. The consortia contained three bacterial strains. They were identified as Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter sp. by 16S rRNA gene sequence analysis. Acinetobacter sp. readily degraded PCP through the formation of tetrachloro-phydroquinone (TecH), 2-chloro-1,4-benzenediol and products of ortho ring cleavage detected by gas chromatograph/mass spectrometer (GC-MS). Out of the three acclimated PCP degrading bacterial strains only one strain, Acinetobacter sp. showed the presence of integron gene cassette as a marker of its stability and antibiotic resistance. The strain possessed a 4.17 kb amplicon with 22 ORF’s. The plasmid isolated from the Acinetobacter sp. was subjected to shotgun cloning through restriction digestion by BamHI, HindIII and SalI, ligated to pUC19 vector and transformed into E. coli XLBlue1 , and finally selected on MSM containing PCP as sole source of carbon and energy with ampicillin as antibiotic marker. DNA sequence analysis of recombinant clones indicated homology with integron gene cassette and multiple antibiotic resistance genes.