微生物降解典型高分子量多环芳烃的研究进展

高分子量多环芳烃（high molecular weight polycyclic aromatic hydrocarbons,HMW-PAHs）属于持久性污染物,与低分子量多环芳烃（low molecular weight polycyclic aromatic hydrocarbons,LMW-PAHs）相比更难被降解.微生物修复是解决HMW-PAHs污染问题的有效手段.该文以2种典型HMW-PAHs——芘和苯并[a]芘为例,对影响其微生物降解效率的因素、提高降解率的强化手段和主要降解途径进行阐释,深入剖析微生物的降解调控机制,并对未来的研究和发展提出了展望,以期为微生物降解HMW-PAHs的相关研究提供参考.结果表明:①大多数微生物在中温、中性条件下对HMW-PAHs具有较好的降解性能,不同多环芳烃在降解过程中存在相互作用;②就HMW-PAHs的微生物强化降解手段而言,表面活性剂吐温80对降解的促进作用较为明显,生物炭是较为优良的固定化材料,在受体菌株中表达降解基因以构建基因工程菌是促进HMW-PAHs微生物降解的有效方式;③芘和苯并[a]芘主要通过K区氧化和LMW-PAHs途径降解;④由双加氧酶催化的羟基化是HMW-PAHs降解过程中的重要步骤;⑤多环芳烃的初始氧化过程也涉及细胞色素P450单加氧酶的活性.目前,基因工程菌的长效稳定性是限制相关技术广泛应用的瓶颈问题,未来需要综合多组学数据从基因、转录、蛋白和代谢水平对HMW-PAHs的微生物降解机制进行全面、深入地解析,为构建高效稳定的重组菌株提供理论支撑.      

生物强化工程菌的构建及其在石化废水处理中的应用

为解决石化废水在低温下生化处理效果差的难题,通过石化废水厂二沉池出水的 GC-MS 分析.确定了石化废水中的特征污染物,在此基础上进行了生物强化工程菌的筛选、驯化与构建.同时,为验证投加工程菌的生物强化技术处理石化废水的效果,开展了二级 A/O 工艺处理低温石化废水的中试研究.结果表明,工艺稳定运行期间,在进水水质波动较大(COD=370～910mg·L-1.NH 4-N=10～70mg·L-1)、水温低于13℃的情况下,出水COD和NH 4-N 平均浓度分别在 80mg·L-1和8mg·L-1左右,水质优于污水综合排放标准(GB8978-1996)中表2 一级标准.经对中试装置出水的 GC-MS 分析可知,难降解有机污染物的种类为由未经生物强化的68种减少到32种,绝对石油烃含量、苯系物、卤代物等的含量较未强化的系统都有大幅度地下降.因此,经生物强化后,系统对难降解有机物的处理能力大大地增强,生物强化技术应用于低温石化废水的处理是有效的、可行的.     

不同进水条件对SBR工艺脱氮除磷效能的影响

采用人工配水,研究进水在不同pH值,碳源类型,碳氮比条件下,厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)sBR工艺对生物法脱氮除磷效能的影响.结果表明:不同的进水条件对反应器的影响较大,当pH值为7.5,乙酸钠为碳源,碳氮比为1.4时,反应器运行效果最佳,系统对PO43--P,NH4+-N的去除率分别达到97.28%,99.5%.N...     

基于16S rDNA不同靶序列对厌氧ABR反应器微生物多样性分析的影响

在反硝化抑制硫酸盐还原菌的研究中,探讨了不同引物扩增16S rDNA靶序列对厌氧ABR反应器的活性污泥DGGE图谱多样性的影响,从反应器中提取污泥总DNA,以4对通用引物341F/534R、968F/1401R、63F/534R、341F/926R扩增16S rDNA序列,对指纹图谱的分辨率和种群多样性进行分析.研究表明,采用PBS洗涤污泥和超声振荡有利于硫酸盐还原污泥总DNA提取;不同引物DGGE图谱分析,群落多样性存在显著的差异,341F/534R和968F/1401R的靶序列分离效果较好,341F/926R分离效果一般,63F/534R分离的效果最差.341F/534R的DGGE图谱中条带丰富,多样性最好,968F/1401R的DGGE图谱次之,341F/926R的DGGE图谱条带一般,63F/534R图谱条带最少,多样性也较差.建议DGGE分析厌氧活性污泥样品时,同时采用引物341F/534R和968F/1401R是比较适宜的.     

适冷微生物研究进展及应用现状

适冷微生物(包括嗜冷微生物、耐冷微生物)是在低温下仍具有生存和繁殖的能力的一类微生物,低温会对微生物产生如酶活性降低、膜流动性变差、蛋白质冷变性、不适当的蛋白质空间折叠和低温下细胞内部构造破坏等不利影响。适冷微生物能克服低温带来的消极影响,并能在极端环境下生长及代谢。随着宏基因组测序、蛋白质组学以及其它分析手段在环境微生物中的应用,作者对低温微生物的一些适应性改变有了新的认识。酶活性中心结构的改变、膜中脂质成分含量的增加,冷适应蛋白的快速表达等都被证明在对低温适应中起着重要作用。文章综述了适冷微生物的适冷机理及其在污染控制领域的应用,为适冷微生物的实际工程应用提供参考,为适冷微生物在环境工程中的进一步广泛应用奠定基础。     

处理水中微污染有机物的工程菌的研究

利用生物工程技术筛选、驯化出能够去除水中微污染有机物的工程菌 ,并以颗粒活性炭为载体采用物理吸附法将其人工固定化 ,然后用于微污染水的处理。通过对高锰酸盐指数的连续测定 ,试验结果表明 :工程菌人工固定化形成的生物活性炭对微污染水中有机物去除率较高 ,并且稳定 ,高锰酸盐指数去除率平均 4 0 % ;出水高锰酸盐指数 <2 5mg L ,浊度 <1 0NTU ,细菌总数 <10 0cfu mL ,总大肠菌群未检出。     

菌根真菌对芦苇铜吸收及抗铜能力的影响

接种菌根真菌作为重金属污染植物修复生物强化技术之一,已引起研究者的广泛关注。以芦苇(Phragmites australis)-菌根真菌共生系统为研究对象,研究水培条件下,0.02、1、5 mg·L~(-1) Cu胁迫条件下接种摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)及根内球囊霉(Rhizophagus irregularis)对芦苇铜吸收及抗铜能力的影响。结果表明,芦苇茎叶及根系的生长发育均会受到铜胁迫的抑制,然而与茎叶相比,芦苇根系受到铜胁迫的影响更显著。在铜处理浓度为1 mg·L~(-1)和5 mg·L~(-1)时,与无菌剂组相比,摩西球囊霉接种组的芦苇根系中的SOD活性分别提高了26.25%、42.3%,而根内球囊霉接种组的SOD活性则呈现下降趋势。接种根内球囊霉使芦苇体内的铜浓度升高,在铜处理浓度为1 mg·L~(-1)时其茎叶及根系中的铜浓度比无菌剂组分别高出80.03%、33.6%,而在5 mg·L~(-1)时,则分别高出49.43%、8.53%,增幅较摩西球囊霉接种组显著。本研究证实了菌根真菌可以通过促进芦苇的生长及营养元素的吸收,降低Cu毒害,提高其对Cu的吸收效率,结果可为菌根真菌强化植物修复重金属污染环境提供新的参考。     

黑曲霉Y3 菌丝球培养基成分优化

为获得一种高效培养黑曲霉Y3 菌丝球的方法,采用表征菌丝密度的状态参数(H)作为评价指标,对培养基成分进行了优化,确定了霉菌Y3 菌丝球培养的最适碳源、氮源、微量元素及其含量,并对实验确定的培养基的经济性做了比较和分析.结果表明,菌丝球培养基的最适碳源及氮源分别为蔗糖和氯化铵,Mg2+是促进菌丝球生长的重要微量元素.Y3 菌丝球最适培养基成分(g/L)为:蔗糖10.0,NH4Cl1.0,KH2PO4·3H2O 1.0,MgSO4·7H2O 0.5.该培养基价格低廉,培养菌丝球大小适中,由孢子聚集到成球仅需48h,为优质高效的培养菌丝球创造了条件.     

植物内重金属的赋存形态及分布特征分析方法研究进展

植物内重金属分析不仅有助于阐述重金属迁移转化规律,揭示植物修复机理,也是监测评价大气、水及土壤环境重金属污染状况的重要依据。研究针对植物样品中重金属赋存形态及分布特征的分析方法进行综述,分别介绍了其原理、优缺点及应用。提出制定统一高效的分析检测方法,深化植物内重金属的赋存形态及分布特征与环境相关性的研究以及建立数据共享平台是植物样品重金属信息分析方法的未来发展方向。     

沉水植物体表附着物重量及碳氮磷元素含量特征分析

沉水植物在淡水水域生态系统结构、功能以及多样性维持中发挥着重要的作用,其茎叶等体表是水体污染物附着及营养元素迁移转换的关键微界面区域之一.本研究选择4个野外湖泊,通过为期3个月的野外采样结合实验室分析,对金鱼藻(Ceratophyllum demersum)及眼子菜(Potamogeton pectinatus)体表附...