增强生物除磷系统中微生物及其代谢机制研究进展

阐述了增强生物除磷系统中两种重要微生物——聚磷菌和聚糖菌的厌氧-好氧代谢的基本原理,着重介绍了几种典型的聚磷菌和聚糖菌,以及这两类微生物的生长环境、分离纯化方法和探针序列的最新进展,接着进一步分析了聚磷菌和聚糖菌基于乙酸、丙酸和混合酸作为碳源的厌氧代谢模型及物质转化关系,最后对增强生物除磷的研究方向进行了展望。     

水溶性有机物的电子穿梭功能研究

以源于污泥的DOM(dissolved organic matter)为供试材料,以中国希瓦氏菌(Shewanella cinica)D14T为电子转移驱动力,研究了DOM的氧化还原性能与电子穿梭功能.结果表明,污泥DOM可作为末端电子受体接受醌还原菌D14T呼吸链上的电子,从而转变为还原态DOM,而还原态DOM可将电子再次转移给Fe(Ⅲ).经D14T还原后,DOM电子供给量(e-/C)由初始2.2~14μmol.g-1增加到253~347μmol.g-1.循环伏安法与多次还原-氧化循环实验表明,DOM呈现2对明显的氧化还原峰,经3次还原-氧化循环后电子供给量可稳定维持在150~250μmol.g-1之间,说明DOM具有重复利用、反复转移电子的特性.在菌株D14T还原水铁矿的体系中,加入DOM可提高水铁矿的还原溶解速率,其原因是DOM在D14T与水铁矿之间充当了电子穿梭体的角色.这些结果反映了DOM在电子转移反应中的重要性,为DOM的环境属性提出了一个新见解.     

东莞石马河流域重金属污染及生态毒性的时空差异

采用发光菌毒性测试方法和水样、土壤理化指标分析河水和地下水对发光菌的抑制率时空差异和土壤重金属浓度空间差异及其耦合.结果表明,旱季(2月)的河水重金属污染较严重,超过了地表水Ⅰ类水质量标准,河水R1的抑制率高达38.34%,为中毒,河水重金属浓度和抑制率从上游至下游呈下降趋势,旱季和雨季(6月)的大部分河水对发光菌的抑制率存在显著性差异(P<0.05或P<0.001);雨季的河水抑制率(R11除外)无显著性差异(P>0.05),R11的抑制率为15.56%,显著高于(P<0.05)同期其他水样.不同时期的地下水GW4、GW5和GW6抑制率产生了显著性差异(P<0.01或P<0.001),GW6的抑制率最高(15.88%),为低毒.Zn、Fe、Mn和Ni与抑制率呈正相关关系(P<0.05或P<0.01),相关系数分别为0.452、0.567、0.726和0.475.河水-地下水交互作用导致了土壤重金属(Cu、Ni和Zn)污染;土壤中Cd的污染程度最高,河水中Fe和Mn浓度最高,地下水中Ni污染最严重.     

低浓度SO2诱导驯化选育脱硫菌研究

采集于城市污水处理厂氧化沟的微生物用100～2 000 mg/m3低浓度SO2气体通入0.5 h停1 h的方式诱导驯化6 d以上,得到生长繁殖速度快、活性高、具有能将亚硫酸根氧化为硫酸根并从中获取能源的脱硫菌,该混合菌中优势菌属氧化亚铁硫杆菌,呈革兰氏染色阴性,杆菌单极生鞭毛运动的专性无机化能自养性菌.驯化过程中逐渐提高SO2浓度、供氧速率以及适时添加N、P、K等营养液对优势菌种的驯化生长起关键作用,驯化所得脱硫菌可只以低浓度SO2气体为能源进行生长,对亚硫酸根水溶液降解速率达160 g/(m3·h),生化降解率超过50%.在填拉西环塔式反应器中降解不高于5 500 mg/m3的SO2气体,气体接触时间3 s时SO2的净化效率达98%以上,出口SO2气体浓度低于100 mg/m3,生化降解率接近80%,对15 000 mg/m3 SO2气体的净化效率也高于95%.     

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.     

活性污泥丝状菌膨胀生物群落及调控研究进展

活性污泥法是中国乃至世界上最常用的处理污水的方法之一,活性污泥中微生物群落结构是保障污水处理效率的一个重要因素.然而污泥膨胀是全球污水处理厂面临的严重问题,通过深入了解膨胀污泥中微生物群落结构有助于污泥恢复,提高污水处理效率.围绕处理不同污水的膨胀污泥,总结分离到引起污泥膨胀的微生物.其中细菌群落主要来自黄杆菌属、丝硫细属、微丝菌属、束缚杆菌属;真菌群落主要来自毛孢子菌属以及青霉菌属等等.而这些菌落大多数属于丝状菌,所以丝状菌过度繁殖是引起污泥膨胀的重要原因.在污泥膨胀的现象中,有90%是由于丝状菌导致的.基于相关文献分析总结发现,活性污泥会因底物浓度较低、营养物质缺乏、溶解氧浓度较低、硫化物浓度过高以及pH不平衡对其中丝状菌的生长繁殖产生有利影响.通过调控活性污泥运行状况抑制丝状菌繁殖,从而改善污泥膨胀,提高活性污泥的性能以及稳定性.最后结合现状提出未来污泥膨胀研究中应该关注的重点：充分利用生物信息技术深入了解膨胀污泥中微生物功能,并且挖掘抑制污泥膨胀的新菌株和基因新资源,以便于加强对活性污泥的调控,为活性污泥稳定运行和科学管理提供理论依据.（图2表3参87）     

JYZ0315菌吸附水体中Cr(Ⅵ)Cd(Ⅱ)共存重金属离子

采用JYZ0315菌种进行水体中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)去除实验研究,结果表明:JYZ0315菌吸附水中Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)效果显著。吸附C(rⅥ)的最佳条件是:pH 3、1h、10℃,菌体的吸附容量为8.51mg/g;吸附Cd(Ⅱ)的最佳条件是:pH 5、30min、30℃,菌体的吸附容量为11.99mg/g。     

三株白腐菌产锰过氧化物酶活性及其对多环芳烃的降解

比较研究了β-环糊精(β-CD)对3株黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)CGMCC5.776、GIM3.383和GIM3.393产锰过氧化物酶(MnP)和降解多环芳烃(PAHs)的影响.结果表明:3株菌都能分泌出高活性的MnP,β-CD能显著提高MnP的活性.加入2.0 g/Lβ-CD的体系培养到第12天时.酶活性最高达到2 912.5 U/L;而且β-CD能显著提高PAHs的降解率,两者之间存在较好的相关性.加入1.0 g/L β-CD的体系对比不加β-CD的体系,PAHs的降解率提高了1～2倍.PAHs的降解同时受到MnP活性、PAHs表观溶解度和分子结构稳定性等因素的影响.     

味精废水的预处理试验研究

针对味精废水的“五高二低”问题,对其进行了高速离心分离菌体、加石灰水中和沉淀SO24-、离子交换回收谷氨酸联合处理及絮凝沉降+石灰水中和沉淀处理等方法的试验研究,得出采用上述两种联合预处理后,能大部分去除废水中的SS、NH3-N、SO24-,可以满足后续生化处理的要求。在实际应用中如何选用,需结合经济效益与处理效果进行综合分析。     

不同丙酸/乙酸对聚糖菌长/短期代谢的影响

在3个SBR反应器(即SBR-A,SBR-C和SBR-E)中,以3种不同比例的丙酸/乙酸中长期驯化活性污泥使之富集聚糖菌,对丙酸/乙酸对聚糖菌的长期和短期代谢的影响进行了研究.结果表明,长期高丙酸/乙酸驯化导致聚糖菌厌氧消耗的糖原量和合成的聚β羟基烷酸酯(poly-β-hydroxyalkanoates, PHA)的量都较少,在好氧段积累的糖原量和降解的PHA的量也较小,并且对聚糖菌的脱氢酶活性、生长速率及对有机酸的利用能力等都有抑制作用.当进水中的丙酸与乙酸的碳摩尔数相同时,单位生物量利用乙酸的速率较丙酸快.不同丙酸/乙酸对聚糖菌代谢的短期影响的研究表明,当进水中乙酸浓度突然提高时,长期以高丙酸/乙酸驯化的聚糖菌可以直接利用乙酸参与代谢,但长期以低丙酸/乙酸驯化的聚糖菌则无法快速利用丙酸.提高进水中丙酸/乙酸有可能成为有效抑制聚糖菌生长并提高增强生物除磷系统稳定性的一种策略.