养猪发酵床中净水芽孢杆菌的分离及其固体发酵研究

为解决养猪场污染物问题,从猪场生物发酵床中分离10株芽孢杆菌,用养猪污水进行培养,筛选出净化污水能力最强的一株,通过鉴定其为蜡状芽孢杆菌,并优化了该菌固体发酵培养基及固体发酵工艺条件。结果表明:此蜡状芽孢杆菌能使养猪污水中COD和氨氮分别降低47.1%和54.4%。优化后的培养基组分和条件为m(豆粕)∶m(稻壳)∶m(麸皮)=2∶9∶9(样品干重比),含水率为50%,KH2PO4含量为1.5%,MgSO4·7H2O含量为0.1%,初始pH为6.5。3%的菌株接种量在发酵温度为30℃的培养基中生长状况最佳,24 h后菌落数达到3.8×108CFU/g。     

溴代阻燃剂对氧化亚铁硫杆菌浸提废旧电脑主板覆层铜的影响

以破碎至10~20目(0.84~2.00 mm)的废旧电脑主板颗粒为试验材料,分为未处理(未去除溴代阻燃剂的主板颗粒)、处理(去除30%溴代阻燃剂的主板颗粒)、加萃取物(处理主板颗粒和萃取物)、对照4组. 以CCl₄作为萃取剂,采用固液萃取技术,分析了在微生物作用下不同处理组中ρ(Cu2+)、ρ(Fe3+)、E_h(氧化还原电位)和pH的变化,以考察溴代阻燃剂对氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)浸Cu率的影响. 结果表明:随着浸提时间的增加,氧化亚铁硫杆菌对未处理、处理和加萃取物3组的浸Cu率不同,其中处理组最好,加萃取物组最差. 浸提过程中,ρ(Fe3+)、E_h和pH与微生物活性、浸Cu率显著相关,表现为微生物活性越好,ρ(Cu2+)和pH越大,ρ(Fe3+)和E_h越小. 浸提24和168 h,处理组的浸Cu率比未处理组分别提高了14.11%和17.37%; 而加萃取物组的浸Cu率比未处理组分别降低了27.69%和21.67%. 表明废旧电脑主板中的溴代阻燃剂是影响微生物浸Cu率的重要因素之一. 为进一步提高浸Cu率,必须考虑溴代阻燃剂对微生物生长的影响.      

胶质类芽胞杆菌对花生生长和土壤微生物学性状的影响

研究不同施用条件下胶质类芽胞杆菌3016对花生生长、土壤酶活性及微生物多样性等的影响,为揭示该菌种的增产机理提供依据.田间小区试验设置4个处理:T1(对照)、T2(接种3016)、T3(接种3016,50%的常规施肥量)和T4(常规施肥).结果发现,T3处理花生单株总果数、单株总果重、百仁重、出米率和产量表现均为最高,分别高出对照27.1%、22.9%、7.8%、2.4%和10.4%;花生果仁和茎叶中养分含量与T4处理持平或略高,其中钾含量增加显著(P0.05),分别达到0.55%和1.19%;同时,T3处理土壤细菌、放线菌数量和土壤脲酶活性也显著(P0.05)高于对照,土壤菌群结构得以改善,有助于实现土壤肥力的提高.因此,接种胶质类芽胞杆菌3016配施50%的常规施肥量,不仅能达到花生高产的目的,而且改善了土壤的生物学性状,是一种节本增效的施肥方式.     

一株高效邻苯二甲酸二丁酯降解菌的筛选、鉴定及其降解特性研究

从活性污泥中分离出1株以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为碳源和能源生长的高效降解菌DP-2,经形态观察、生化鉴定及16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为不动杆菌(Acinetobacter sp.).采用单因素试验研究了不同试验条件(接种量、DBP浓度、NaCl浓度和碳源)对菌株DBP降解特性的影响,结果表明:接种量大于10%时,菌株DP-2在3 d内对初始浓度为10 mg·L~(-1)的DBP降解率可达到90%以上;DBP初始浓度为5—50 mg·L~(-1)时,菌株在6 d内对DBP降解率均能达到90%以上,但高浓度DBP会影响菌株DP-2生长,DBP浓度为1000 mg·L~(-1)时,DBP降解率仅为26.88%;菌株降解DBP的最佳NaCl浓度范围为0—20 g·L~(-1);此外,醋酸钠、蔗糖、葡萄糖添加对于菌株降解DBP均有一定的促进作用,其中葡萄糖效果最为明显.在此基础上,采用响应曲面法优化了菌株降解DBP的培养条件并进行了试验验证,在盐度为5 g·L~(-1),接种量为17.14%,底物浓度为9.81 mg·L~(-1),菌株对DBP的降解率为85.86%.     

三株低温硝化菌的筛选及其固定化脱氮性能

由于季节、地域等因素导致的低温环境会严重影响污水生物处理系统中微生物活性,如何提高微生物在低温废水中的脱氮效果是亟待解决的问题。从工程实际出发,在3种不同环境中提取出低温硝化菌BC-15、SL-14、MI-11,其在13℃下仍具有高效的脱氮性能,经16S rDNA鉴定均为Acinetobacter sp.。菌株间不产生拮抗反应,BC-15、SL-14、MI-11最佳复配体积比为1∶1∶1。采用海藻酸钠-聚乙烯醇和海藻酸钠-硅藻土材料对复配菌株包埋固定化,对比结果表明海藻酸钠-硅藻土材料固定化硝化能力更强,优化固定化材料最佳配比为硅藻土1%、SA 2%、CaCl₂ 3%、沸石6%。固定化颗粒成球性、传质性、稳定性均较好,固定后菌株耐酸耐碱能力明显增强,重复利用4次后氨氮去除率仍可达到76.67%,硝化能力和结构稳定。固定化颗粒对实际生活污水中的氨氮去除率可达到95.86%,具有高效的硝化能力,为低温污水处理实际工程应用提供了可能。     

基于不同能源底物和营养水平的酸性矿山废水产生机制研究

硫化矿物在氧气、水和铁氧化细菌的共同作用下会形成pH值极低、富含可溶性Fe、SO₄^2-和重金属离子等的酸性矿山废水.本研究选取黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿作为能源底物,以及0×9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基作为营养水平,在氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）的参与下,从能源底物和营养水平角度探索不同硫化矿物酸性废水的产生特点和机制.结果表明,3种硫化矿物的生物产酸能力依次为黄铁矿>磁黄铁矿≈黄铜矿.经过38 d的生化反应后,黄铁矿体系的pH值达到1.41,总Fe （TFe）和SO₄^2-浓度分别达到771.82 mg·L^-1和357.25 mg·L^-1.水体营养水平在黄铁矿的生物产酸过程中起着至关重要的作用.经过16 d的生化反应后,0×9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基处理的终点pH值分别为1.68、1.44、1.30、1.29.根据各营养体系中Fe²⁺和TFe浓度的变化趋势,以及反应终点收集矿物的X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）,分析认为充足的营养会提高Acidithiobacillus ferrooxidans的活性或密度,加快Fe²⁺生物氧化形成Fe³⁺并通过水解产酸作用合成黄钾铁矾等次生铁矿物,从而导致溶液的pH值更低.本研究所得结果对明晰酸性矿山废水形成规律具有一定的指导意义.     

一株磺胺二甲嘧啶抗性菌的筛选及抗性机制研究

为研究地下水中磺胺类抗性菌的抗性特征与抗性机制,在调研北京市东南发展区地下水受抗生素污染情况基础上,从中筛得一株磺胺二甲嘧啶（SMZ）抗性菌SMZ-R9,经形态学观察、生理生化试验及16S rRNA基因测序分析,鉴定为乳酸不动杆菌（Acinetobacter lactucae）.使用荧光定量PCR与普通PCR定量以及定性检测抗性基因（ARGs）,发现菌株SMZ-R9同时携带3种磺胺ARGs（sul1、sul2、sul3）、1种甲氧苄啶ARGs（dfrA1）以及Int1基因;通过对基因序列进行同源性比对及KEGG功能注释,发现sul2、dfrA1基因为编码二氢蝶呤合成酶（DHPs）与二氢叶酸还原酶（DHFR）的核酸序列,表达产物分别催化叶酸合成的上游与下游途径,共同介导菌株SMZ-R9的SAs抗性.可见,通过对ARGs编码蛋白的功能注释与分析,可为微生物的抗生素抗性机制在基因水平的研究提供理论依据.      

一株高效1,4-雄烯二酮降解菌的筛选、鉴定及其降解转化特性研究

从养殖场废水中筛选出1株1,4-雄烯二酮（ADD）高效降解菌株ADD3,经过16S rDNA序列同源性分析,鉴定该菌株为芽孢杆菌（Bacillus sp.）.通过单因素实验研究了不同实验条件对菌株ADD3降解特性的影响,采用高效液相色谱与质谱联用技术（UPLC-MS/MS）和高效液相色谱与四级杆飞行时间高分辨率质谱联用技术（UPLC-QTof-MS）鉴定转化产物.结果表明：菌株ADD3通过共代谢方式转化ADD,在MH肉汤培养基中降解500 μg·L^-1 ADD的半衰期为3.6 h;葡萄糖、乙酸钠、蔗糖和淀粉对菌株ADD3降解ADD均有一定的促进作用,其中,最佳碳源为淀粉,最佳浓度为1000 mg·L^-1;最佳pH和温度分别为7和40℃.实验中共鉴定出5种产物,降解机理主要包括加氢还原、脱氢氧化和羟基化,TP1（雄烯二酮）为主要产物.研究结果可为探索微生物转化ADD的机理、优化去除ADD的研究提供参考,并为构造相关工程菌提供一些基础数据.     

一株溶藻细菌对铜绿微囊藻生长的影响及其鉴定

从山东黄岛边某富营养化池塘中分离得到1株具有溶藻作用的菌株(J1),研究了其对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑制效果、作用方式以及细菌培养基、菌株与铜绿微囊藻不同生长阶段等因素对溶藻效果的影响,并对该菌株进行了生理生化鉴定.结果表明,将牛肉膏蛋白胨培养基加入藻液,培养基与藻液的投放体积比为6%时,9d内对藻的生长无影响.将初始浓度为6×107 cfu/mL的菌液加入藻液,共培养第9d,铜绿微囊藻的去除率达87%以上.对数期的J1细菌具有较好的溶藻效果,作用于稳定期铜绿微囊藻的实验组,藻的去除率较低.J1通过分泌溶藻物质的间接作用方式抑制铜绿微囊藻的生长,且溶藻活性物质具有一定的热稳定性.根据生理生化及16S rDNA序列分析鉴定,菌株J1属于芽胞杆菌属(Bacillus).