Impacts of organic carbon availability and recipient bacteria characteristics on the potential for TOL plasmid genetic bioaugmentation in soil slurries

The effectiveness of genetic bioaugmentation relies on efficient plasmid transfer between donor and recipient cells as well as the plasmid’s phenotype in the recipient cell. In the present study, the effects of varying organic carbon substrates, initial recipient-to-donor cell density ratios, and mixtures of known recipient bacterial strains on the conjugation and function of a TOL plasmid were tested in sterile soil slurry batch reactors. The presence of soil organic carbon was sufficient in ensuring TOL plasmid transconjugant occurrence (up to 2.1 ± 0.5%) for most recipient strains in soil slurry batch mating experiments. The addition of glucose had limited effects on transconjugant occurrence; however, glucose amendment increased the specific toluene degradation rates of some Enterobacteriaceae transconjugants in soil slurry. Initial cell density ratios and mixtures of recipient strains had smaller impacts on plasmid conjugation and resulting phenotype functionality. These observations suggest that genetic bioaugmentation may be improved by minimal altering of environmental conditions.     

生物强化组合工艺处理河水的三维荧光及生物多样性分析

通过对受污染地表水进行生物滤池-臭氧预氧化-生物活性炭滤池工艺处理,考察生物强化条件下该项工艺对河水中主要污染物的净化效果,并采用EEM光谱技术进行了溶解性有机物变化和去除规律分析,利用PCR-DGGE技术进行各单元中微生物多样性对比分析。结果表明,生物强化组合工艺系统出水水质主要指标已达到/接近地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅳ类限值,生物强化滤池填料中微生物多样性指数和物种数均高于其他工艺单元。受污染河水DOM中主要的荧光物质有类芳香族蛋白质(荧光峰A、B和E)及类腐殖酸(荧光峰C)及类富里酸(荧光峰D),其中,A峰、B峰与E峰的中心位置分别位于225/340 nm、275/336 nm和225/298 nm,各特征荧光峰强度发生明显改变表明,污水中溶解性有机物的含量随系统处理过程而变化。     

应用生物强化技术处理焦化废水难降解有机物

通过驯化富集培养,从处理 经废水的活性污泥中分离出2株萘降解菌WN1、WN2和1株吡啶降解菌WB1,研究了投加高效菌种及微生物共代谢对 经废水生物处理的增强作用,同时研究了高效菌种和共代谢初级基质组合协同作用的效果。结果表明,投加共代谢初级基质、Fe^3 和高效菌种均能促进难降解有机物的降解,提高焦化废水COD去除率,当3者协同作用时,效果最好。     

外源降解菌对黄麻根区净化能力的生物强化作用

通过原生质体电融合得到经EGFP标记的外源细菌(蒽高效降解菌An和表面活性剂产生菌P)与黄麻根际优势菌融合的2株融合子Tu-An与融合子Tu-P,然后将两种融合子以及出发菌株分别定殖到播种了黄麻(Corchoruscapsulari)的蒽污染土壤中,对不同污染物浓度下的细菌定殖、植物生长及蒽降解做了初步研究.研究表明,在相同的初始接种量下,融合子的定殖数量明显高于出发菌株;在两种融合子共存的条件下,定殖数量也略高于单一融合子的定殖数量.在接种外源菌的土壤中,植物获得了更好的生长条件,得以良好生长;而没有投加降解菌的组别中,黄麻的生长明显受到了较严重的抑制.投加外源降解菌可以促进生物降解,达到生物强化的目的.实验研究说明,把外源降解菌投加到污染土壤中进行生物强化修复是可行的.图3表2参20     

根际微生物耦合降解系统的构建及其对蒽污染土壤的修复

摘要将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)标记的黄麻土生根际优势菌Tu-1B分别与葸高效降解菌An-2和生物表面活性剂产生菌P7-50进行原生质体电融合，得到两株具有荧光标记的融合子Tu-An和Tu-P．将二融合子接种于植物根际土壤，构建根际微生物耦合降解系统，：在40d时该系统的最大降解率为96％．对根际土壤中的Tu-An融合子进行了检测，结果表明融合子在根际能稳定旺盛生长．图3表4参18     

酸性含硒含镉废水低温生物强化处理技术研究

本研究将枯草芽孢杆菌接种于活性污泥中,系统考察了酸性含硒含镉废水的低温生物强化处理效果.研究发现,活性污泥联合枯草芽孢杆菌对硒、镉的去除效率(Se:94.9%,Cd:99.1%)高于单一枯草芽孢杆菌(B菌)、混合枯草芽孢杆菌及活性污泥.影响因素试验结果表明,在20℃、pH 4.0、甲醇为碳源时生物强化硒、镉去除效率较高.利用SBR反应器处理酸性(pH 4.0)含硒(3.7～10.0 mg·L~(-1))含镉(5.0～11.2 mg·L~(-1))废水,在低温(8.0～10.8℃)条件下运行80个周期,硒、镉和COD的平均去除率分别为97.4%、90.7%和95.0%.红外光谱分析表明,酰胺基、芳香族C—H伸缩健在硒、镉去除中起到主要作用.透射电镜与能谱分析证实了生物强化污泥对硒、镉去除之后形成纳米颗粒物.通过高通量测序分析微生物群落结构,发现生物强化污泥中富集了Pseudomonas(假单胞菌属)、Dechloromonas(脱氯单胞菌)等典型硒还原菌.     

生物增效结合SBR-AO处理垃圾渗滤液

在渗滤液处理现场进行了生物增效结合SBR-AO处理垃圾渗滤液的中试实验,对试验各段和整体工艺的运行条件和处理能力进行了测试分析:SBR段经过生物增效后,对NH3-N和BOD5的去除率分别达到89.0%和80.8%,明显优于未增效前的去除率。AO段试验结果显示,O池DO达到3.0 mg/L以上,经过生物增效可达最大NH3-N去除能力;A池硝化液回流比R值达到1.2时,系统的脱氮能力最大,而R值在0.4之内时,系统的去除COD能力达到最大。整体运行结果显示,当SBR-AO系统以脱氮为目的,系统对NH3-N的去除率可达98.8%,对TN的去除率可达82.6%;当SBR-AO系统以去除COD为目的,BOD5去除率可达94.0%,COD的去除率68.0%。     

土著反硝化菌对巢湖流域稻田泥土脱氮效果的影响

生物修复技术削减途经土壤中的硝态氮是一种环境友好且生态效益高的方法。构建了含不同填料的A (土壤) 、B (土壤+木屑) 、C (土壤+木屑+蜡样芽孢杆菌) 、D (土壤+木屑+土著反硝化菌) 4种渗透反应柱,将从土壤填料中筛选出单株具有良好反硝化性能的土著反硝化菌 (Pseudomonas sp. P10) 和来源于湖泊底泥的反硝化菌蜡样芽孢杆菌分别接种至渗透反应柱,探究土著反硝化菌对巢湖流域同源水稻田土壤填充渗透反应柱脱氮效果的影响。结果表明,向反应柱中接种土著反硝化菌Pseudomonas sp. P10可缩短反应柱去除NO₃⁻-N的启动时间,填料为土壤与木屑的B柱对NO₃⁻-N去除率可达96.05%。 接种土著反硝化菌的D柱出现了NH₄⁺-N积累现象, B、C、D柱中积累的[NO₂⁻-N]均低于2.4 mg·L⁻¹。在30 mg·L⁻¹和50 mg·L⁻¹的NO₃⁻-N进水条件下,各反应柱对TN去除率为50%~70%。各反应柱出水TOC符合水质标准。接种土著反硝化菌的D柱中优势菌种为Pseudomonas属细菌,C柱中接种的蜡样芽孢杆菌并没能成功地与原有微生物群落竞争。接种土著反硝化菌对土壤反硝化能力有一定强化作用,但随着时间的延长,在充足可利用碳源条件下,没有接种微生物的反应柱更具有反硝化脱氮优势。该研究结果可为提升土壤对外源氮素的削减和湖泊氮素污染的控制提供参考,也为湖库淤积物的资源化利用及治污情况下生态系统的稳态维持和可持续的系统动力学提供依据。     

耐盐反硝化污泥与复合菌剂对高硫酸盐含氮废水的处理性能

以耐盐反硝化污泥(DAS)和反硝化复合菌剂(DBA)为菌源,启动序批式生物膜系统(SBBRs)处理高硫酸盐含氮废水。结果表明,以相对低盐度(1%：12.5 g·L⁻¹ SO₄²⁻和5 g·L⁻¹ NaCl)启动系统,在不同菌源和载体条件下SBBRs启动时间均较短(6~11 d),其中以DAS为菌源、载体污泥浸制预处理均能缩短启动周期。提升SO₄^2-质量浓度至25 g·L⁻¹ (盐度2%)和37.5 g·L⁻¹ (盐度3%)后,各装置的硝氮去除率均可维持90%以上,其中3%盐度下悬浮填料系统反硝化完全(>98%),显著高于生物绳系统(91.1±11.7)%。理论TOC/TN比为1.4~7,系统总氮去除率均稳定保持90%以上。优选TOC/TN值为2的实验室内处理石化厂高硫酸盐(2.7%)高氮(TN≈200 mg·L⁻¹)废水,系统适应驯化后可获得稳定高效的总氮去除率,且悬浮填料去除率(>99%)与稳定性均优于生物绳(>90%)。系统硝酸盐还原途径以反硝化为主,且无显著硝酸盐异化还原为氨和硫酸盐还原作用。     

废水生物强化处理技术研究进展

生物强化技术具有高效去除目标污染物、加速系统启动、提高系统抗水力及有机负荷能力以及优化系统菌群结构和增强功能稳定性等功能,在废水生物处理实际应用中潜力巨大.总结了国内外废水生物强化处理技术研究进展,在功能微生物选育方面,通过传统选育手段与基因工程手段并举来实现;在功能菌应用与生物强化处理工艺方面,主要通过所投加的功能菌直接作用或是利用基因水平转移(HGT)来实现生物强化;在分子检测技术方面,随着分子生物学的发展,一些技术如变性梯度凝胶电泳(DGGE)、核糖体间隔基因分析方法(RISA)及荧光原位杂交(FISH)等在与微生物生态学研究中得到了广泛应用.分析认为,应用分子生物学等先进技术手段,探讨废水生物强化处理工程应用过程中的微生物生态学机制,并以此为指导研发高性能菌剂,将是本领域的研究重点与方向之一.