BP-1生物降解群落结构解析及关键功能菌的降解效能评估

生物降解是有机污染物去除的重要途径,为探究环境中微生物对2,4-二羟基二苯甲酮（2,4-dihydroxybenzophenone,BP-1）的降解能力,本文以BP-1为唯一碳源,设置好氧和厌氧条件分别驯化富集功能菌群,通过高通量测序技术深度解析群落多样性及功能菌群,在此基础上筛选关键功能菌,并评估其降解效能.结果显示,好氧降解是BP-1降解的主要途径,BP-1在好氧处理系统中的降解速率是厌氧体系的2.74倍.好氧体系中微生物群落多样性显著高于厌氧体系,变形菌门（Proteobacteria,40.66%）是好氧体系中的优势菌门,红环菌目（Rhodocyclales,28.15%）、假单胞菌目（Pseudomonadales,3.11%）、鞘氨醇菌目（Sphingomonadales,2.22%）是变形菌门中占优势地位的菌目.采用选择性培养基从好氧驯化污泥中筛选获得4株BP-1降解菌,经鉴定分别为甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus） BP1.1、解淀粉酶芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens） BP1.2、红球菌（Rhodococcus sp.） BP1.3和鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.） BP1.4,其中甲基营养型芽孢杆菌BP1.1降解速率最快,在6 h内对BP-1的降解率高达99.9%,显著降低了BP-1引起的急性毒性和类雌激素效应,为高效去除废水中BP-1提供了微生物种质资源.     

采用高效菌提高普通活性污泥系统抗2,4-DCP负荷冲击能力

研究了用于处理生活污水的普通活性污泥反应器(CAS)受到2,4-二氯酚(2,4-DCP)间歇性负荷冲击时,投加高效菌的生物强化系统和对照系统对污染物的响应及系统稳定性,并考察了长期运行过程中强化系统对目标污染物去除能力的变化.结果表明,投加5%和15% 2,4-DCP复合高效菌的强化CAS系统,其对目标污染物的降解能力及抗负荷冲击能力得到显著提高.当系统受到间歇性2,4-DCP负荷冲击[110.37～171.60 mg/(L·d)]时,对于单次投菌后前30日内发生的间歇性负荷冲击,强化系统有效保持了对目标污染物的强化效果;在无2,4-DCP存在的情况下连续运行70d,当系统再次受到2,4-DCP负荷冲击时,强化系统的强化效果与前几次相比已明显下降,不能够快速有效去除污染物并维持系统稳定,因此有必要再次投加高效菌.     

Rhodococcus sp. Ns对硝基苯酚的好氧生物降解

通过驯化富集培养,从红树林底泥中分离出6株硝基苯酚降解菌,其中Rhodococcus sp. Ns为对硝基苯酚（PNP）与邻硝基苯酚（ONP）的高效降解菌.在好氧条件下该菌可以耐受小于1.8 mmol/L的PNP,能够利用PNP和ONP为唯一碳源、能源和氮源生长并将其完全矿化.研究了Rhodococcus sp. Ns在不同pH、盐度与浓度范围下,PNP的降解特性并探讨了该菌降解PNP的途径.实验得出该菌在盐度<5‰、 pH>5的条件下能较快生长,1.5 mmol/L的PNP在96h内被完全降解,并检测到至少2种中间产物4-硝基儿茶酚(4-nitrocatechol)和1,2,4-苯三酚 (1,2,4-benzenetriol).红树林底泥中固有的细菌对PNP和ONP具有高效降解作用.     

Submerged vegetation removal promotes shift of dominant phytoplankton functional groups in a eutrophic lake

Historical data indicate that the dominance of submerged plants in Dianchi Lake in the 1960 s was characterized by low algal density with dominance of non-toxic group J（Scenedesmus,Pediastrum,etc.）. The removal of submerged plants,which began in the 1970 s,resulted in the expansion of bloom-forming Microcystis（group M）. Laboratory experiments suggested that Microcystis aeruginosa was inclined to grow and develop at elevated temperatures. The growth of Scenedesmus obliquus was slower than that of co-cultivated M. aeruginosa in the absence of Ceratophyllum demersum,especially at higher temperatures. The existence of submerged plant C. demersum could inhibit the growth of the harmful algae M. aeruginosa and this inhibitory effect by C. demersum was enhanced with an increase in temperature. Instead,with C. demersum,the growth of S. obliquus was not inhibited,but the co-cultivated M. aeruginosa was eliminated in a short time. Combined with the historical data and laboratory experiments,it was indicated that the submerged plants might play important roles in the dominance of the non-toxic group J in the historical succession. Consequently,the introduction of the submerged plant such as C. demersum might alter the dominant phytoplankton functional groups from M to J and benefit the restoration of the eutrophic lake.     

北极沉积物中硫酸盐还原菌与生物地球化学要素的相关分析

对北极楚科奇海、白令海测区34个沉积物样品的硫酸盐还原菌(SRB)含量与CaCO3、Si、S、P、Cd、Fe、Ti、Pb、Hg等地球化学要素作了相关分析．同时分析了SRB与其所在沉积物粒度与底层水温间的关系．结果表明：SRB与Si、砂及底层水温为正相关；SRB与CaCO3、Fe、Ti、P、Pb、Hg、粉砂、粘土为负相关；而SRB与Cd、S的相关性因海区不同而不同．既有负相关．也有正相关．分析了这些相关状况及其原因．     

石油降解固态菌剂的研制

用喷雾干燥和表面吸附固定化两种工艺对石油降解菌剂进行固态菌研制。结果表明:在对菌浓度为9.7×109 cfu/mL的500mL发酵液添加40g轻质碳酸钠后进行喷雾干燥,在进风温度为120℃,进样量为12mL/min的条件下,得到粉剂产品56g,含水量为4.6%,菌密度为10.05×109 cfu/g,产品得率为11.6%;在对菌浓度为9.7×109 cfu/mL的500mL发酵液添加1 500g麸皮进行吸附固定化处理,得到粉剂产品1 438.6g,水分含量为7.9%,菌密度为5.7×108 cfu/g,产品得率为16.9%。考虑到喷雾工艺设备投资大,能耗多等不利因素,因此建议使用吸附固定化技术作为石油降解固态菌剂的下游处理技术。     

硅藻土/活性炭对石油降解菌群的固定化研究

研究了一种石油降解菌群的固定化方法,其中菌群包括假单胞菌、芽孢杆菌和微球菌。以硅藻土/活性炭作为降解菌群的固定化载体,对最佳固定化条件进行研究,结果表明:降解菌群的最佳固定化时间16h,温度37℃,硅藻土/活性炭加入量0.1g/mL,pH值7.5,120r/min振荡16h,降解菌群固定化率达97.1%。固定化菌群用于油基钻屑中油降解,降解14d,可使钻屑中TPH含量由30 000mg/kg降至10 450mg/kg,平均油去除率达65%。     

球衣菌吸附重金属Hg2+的理化条件及其机理研究

采用球衣菌(Sphaerotglus natans)FQ32为生物吸附剂,研究了初始离子浓度、吸附剂用量、菌龄、pH值、温度和吸附时间等理化因素对其吸附重金属Hg2 的影响,并进一步研究了吸附机理.结果表明,球衣菌在Hg2 浓度为16 mg·L-1、吸附剂用量0.4g·L-1、菌龄16h、pH 7、温度30℃、吸附时间90 rmin时的优化条件下,对Hg2 的吸附量为72.86 mg·g-1;该吸附过程是一个快速的过程,在吸附5 min时,吸附量达总吸附量的74.10%,90 min达到吸附平衡;此过程符Langmuir等温方程.等温模型、透射电镜观察和红外光谱分析显示,菌体细胞表面的活性基团与Hg2 的络合反应是球衣菌吸附Hg2 的主要机理.     

美洲商陆和籽粒苋对接种伯克氏菌的生理生化响应及其对富集铯的影响

利用盆栽试验研究一株具有重金属耐性的伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.D54)对美洲商陆和籽粒苋生长及对铯富集的影响.结果表明,接种菌株D54,美洲商陆和籽粒苋总干物重分别比对照处理增加19.8%～33.4%和22.9%～76.6%,美洲商陆和籽粒苋地上部铯含量分别增加4.9%～22.4%和8.1%～19.4%,根中铯含量分别增加6.8%～15.7%和1.1%～10.8%.同时,接种微生物还增加了植物对钾的吸收,提高供试植物的光合反应速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用率,增加铯胁迫条件下植物的抗氧化酶CAT、POD、SOD的活性,降低了MDA的含量.     

油脂高效降解菌处理含油污水的试验研究

从 4种活性污泥中驯化分离了 1 2种菌 ,考查了它们对含高浓度植物类油脂污水的降解能力 ,各菌种 72h内对CODCr超过 1 0 g/L油脂配水的去除率都接近或超过 80 % ,特别是编号为GSH -1 ,GSH -2 ,GSH -3的 3种菌的去除率分别达到 94 2 % ,92 9% ,92 5%。选用高效降解菌GSH -1进行了相关影响条件试验 ,发现表面活性剂对该菌降解油脂有一定的促进作用 ;该菌生长适宜条件为 :pH 6～ 7,温度为 3 2～4 5℃ ,油脂浓度 <2 g/L ,适宜条件下该菌在 3 0h内对餐厅实际含油污水CODCr的去除率达 86%。表明经筛选驯化所获得优势菌在高含油、含表面活性剂的条件下具有较强的去除油脂类污染物的能力。