多噬香鞘氨醇单胞菌降解陕西神府褐煤的工艺条件及产物研究

利用多噬香鞘氨醇单胞菌对陕西神府褐煤进行降解实验,通过单因素和正交实验确定了多噬香鞘氨醇单胞菌降解陕西神府褐煤的最佳工艺条件。煤样预处理采用10 mol/L硝酸氧化,煤样粒度为0.074 mm~0.125 mm,菌液量为8 mL/50 mL(培养基),降解时间为14 d,培养温度为35℃,培养方式为摇床培养,此时最大降解率为78%。利用扫描电镜、N2吸附、红外光谱、紫外光谱和气相色谱-质谱联用对降解产物进行了表征。结果表明:经微生物处理后,神府氧化煤样的表面出现较多的沟壑结构;硝酸预处理后煤的孔径和比表面积较原煤明显增加,再经多噬香鞘氨醇单胞菌作用后,孔结构发生改变,孔径和比表面积下降;煤的微生物降解液相产物中存在芳香类、烃类、酯类、酚类和酰胺类的物质。     

一株鞘氨醇杆菌对低阶煤的降解研究

利用鞘氨醇杆菌(Sphingobium sp.)对硝酸氧化的低阶煤进行降解,并利用紫外-可见分光光度计、气相色谱-质谱联用仪和红外光谱仪对生物降解过程中煤与降解液的化学组成以及降解产物的有机组分进行表征,对生物降解效果和降解机理进行分析。结果表明：鞘氨醇杆菌对煤的降解率达到32%,降解过程中降解液pH值不断升高,最高达到9.0;鞘氨醇杆菌的胞外液对煤具有显著的降解作用,且胞外液对煤的降解率与初始pH值密切相关;高温加热后的胞外液对煤的降解效果明显降低。红外光谱分析结果显示,经鞘氨醇杆菌降解后煤中的羧基官能团和硝基官能团含量明显降低;气相色谱-质谱联用分析结果显示,降解产物主要含有羧酸、醇、醛、酚和杂环类化合物,其中脂肪酸含量最多。鞘氨醇杆菌可通过产生胞外酶和碱性物质对义马低阶煤进行高效降解,降解产物中含有丰富的脂肪酸,经生物降解后煤中氧含量明显降低。     

两种细菌降解新疆大南湖褐煤的最优工艺条件

利用8 mol/L的硝酸溶液对新疆大南湖褐煤原煤进行氧化预处理,采用冷湖游动微菌和格尔木马赛菌两种细菌对氧化煤进行降解实验,通过单因素和正交实验探索了培养方式、煤样粒度、接种量、煤浆质量浓度和降解时间对降解效果的影响,获得了冷湖游动微菌降解的最优工艺条件:摇床培养,煤样粒度为0.075 mm～0.125 mm,接种量为15 mL/50 mL培养基,煤浆质量浓度为0.5 g/50 mL培养基,降解时间为14 d,降解率达51%;格尔木马赛菌降解的最优工艺条件为:摇床培养,煤样粒度为0.075 mm～0.125 mm,接种量为2 mL/50 mL培养基,煤浆质量浓度为0.4 g/50 mL培养基,降解时间为16 d,降解率达59%,格尔木马赛菌是降解新疆大南湖褐煤的优势菌。利用红外光谱、热重和N_2吸附对原煤、氧化煤和剩煤进行表征,发现经硝酸作用后,氧化煤中■和■振动峰增多,热稳定性降低,孔隙结构改变,平均孔径增大,有利于细菌降解;细菌作用后,未降解的剩煤中■和■官能团减少,热稳定性提高,孔径增大。采用气相色谱-质谱联用技术对降解液相产物进行分析,结果显示,两种细菌降解液相产物中的化合物组成相似,主要含有烷烃类、芳香烃类、酯类等小分子物质,相对分子质量在40～408之间。基于固液相产物分析,推测出优势菌格尔木马赛菌降解新疆大南湖褐煤是多种机理共同作用的结果。     

鞘氨醇单胞菌DP58降解吩嗪-1-羧酸的特性研究

考察了鞘氨醇单胞菌DP58对吩嗪-1-羧酸(phenazine-1-carboxylic acid, PCA)的降解特性.以PCA为唯一碳氮源配成无机盐培养基,通过改变PCA的初始浓度和不同的细菌接种量,发现PCA被降解时减少的浓度与细菌细胞数量的增量呈线性关系.通过正交试验设计,以不同温度、pH值、摇床转速的组合确定影响该菌株降解PCA的主要因素为pH值,其次是温度.为分析PCA基团结构与降解的关系,研究了该菌株对PCA的结构类似物吩嗪的降解,结果表明鞘氨醇单胞菌DP58降解吩嗪的能力有限. 这些实验结果对今后进一步研究降解途径,从而采取措施抑制PCA降解,有十分重要的意义.     

微生物多糖结冷胶的分批发酵动力学模型

结冷胶是少动鞘脂单胞菌发酵生产的一种重要微生物胞外多糖,广泛应用于食品、制药等工业领域。文中深入研究了少动鞘脂单胞菌发酵高产结冷胶的发酵过程规律,建立了结冷胶发酵过程中菌体生长、产物积累和基质消耗的数学模型。计算结果表明:数学模型的模拟计算结果与实验值拟合性较好,平均误差在5%以内,较好地反映了结冷胶发酵过程中菌体生长、底物消耗和产物合成过程及其动力学机制。进一步利用该模型对不同初始糖质量浓度条件下底物消耗、菌体生长、结冷胶合成进行预测,实际结果与预测值误差小于10%,说明建立的模型具有较好的适用性,对结冷胶发酵生产过程具有实际指导意义。     

微囊藻毒素-RR的提取与生物降解

对采集的微囊藻毒素-RR(microcystin-RR,MC-RR)提取并在其含量达到0.1 mg/g(湿重)的基础上,采用鞘氨醇单胞菌降解菌株对提取的MC-RR的生物降解进行了研究。结果表明在温度为30℃、pH=7.0并且有氧条件下,反应体系中初始浓度为42.3 mg/L的MC-RR在36 h内被完全降解。利用高效液相色谱(HPLC)分析发现,在MC-RR生物降解过程中相继出现两个降解产物,其中第一个降解产物的紫外扫描图谱与MC-RR相似度高达95%。     

焦化厂污染土壤中多环芳烃降解菌群解析

以苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、茚并[1,2,3-cd]芘5种较难降解的多环芳烃为碳源和能源,采用富集培养的方法从焦化厂污染的土壤中筛选分离得到50株PAHs降解菌。通过对其16S rRNA基因序列分析,将这些PAHs降解菌分为15个种群,分别属于Sphingomonas(鞘氨醇单胞菌属)、Methylobacterium(甲基杆菌属)、Burkholderia(伯克霍尔德氏菌属)、Rhodococcus(红球菌属)、Bradyrhizobium(慢生根瘤菌属)、Phyllobacterium(叶杆菌属)、Chryseobacterium(金黄杆菌属)、Microbaterium(微杆菌属)8个属,其中优势菌为鞘氨醇单胞菌属。纯菌株降解能力测试表明,培养12 d后,菌株3-6-12降解效果要优于其他菌株,对苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、茚并[1,2,3-cd]芘的降解率分别可达39.64%、33.52%、38.57%、25.37%、31.17%。实验结果可为多环芳烃污染土壤的生物修复提供高效的降解菌源。     

高效油脂降解混合菌株筛选及降解条件的优化

从采自青岛台东步行街下水道的地沟油中分离可培养微生物,采用透明圈法筛选能够高效降解油脂的菌株,进行组合研究其油脂降解力,并对菌株进行形态学、生理生化特征和分子生物学鉴定。结果表明,分离到的菌株T5、C25和N30对油脂的降解能力较强,通过18S rDNA的方法鉴定菌株T5与地丝菌(Geotrichum fermentans)同源性最高达到97%。利用16S rDNA法鉴定菌株C25与假单胞菌(Pseudomonas sp. ALEB 33)同源性最高达到99%、菌株N30与鞘脂单胞菌(Sphingomonas sp. KA1)相似性达到99%。该菌株组合的适合pH和温度范围较广,适宜pH和温度分别为7和30℃,降解率最高达94.79%。可为油脂降解菌株混合组的构建和应用提供实验基础和依据。     

Fe(Ⅵ)氧化含氮杂环化合物路径及机理

为了明确高铁酸钾[Fe(Ⅵ)]氧化降解含氮杂环化合物(NHCs)(吲哚、喹啉、吡啶)的机理，采用高效液相色谱、荧光光谱、气相色谱-质谱等方法，考察不同因素对NHCs降解效果的影响，捕捉自由基、识别氧化产物并推测反应路径。结果表明，当温度25℃、吲哚与Fe(Ⅵ)的物质的量比为1:15、pH为7时，15 min内吲哚的去除率为77.91%，过程中高价态铁起主导作用；当喹啉与Fe(Ⅵ)的物质的量比为1:5、pH为5时，10min内喹啉降解率为81.16%，羟基自由基(HO·)起重要作用；当吡啶与Fe(Ⅵ)的物质的量比为1:3、pH为7时，5 min内吡啶去除率为36.89%,HO·起一定作用。Fe(Ⅵ)对3种NHCs有一定矿化效果。Fe(Ⅵ)降解NHCs的第一步均为羟基化产物的生成，随后经加成、脱氮、脱羰等反应实现氮杂环开环。     

橘绿木霉降解山西褐煤效果分析

从银耳种子中分离出一株真菌(记为A-1),通过26S rDNA D1/D2区测序鉴定为橘绿木霉。以山西褐煤为转化对象,研究该菌的生物转化能力,通过重量法确定该菌第14天的降解率达到22.59%,说明该菌能有效降解山西褐煤。利用元素分析、扫描电镜、傅立叶红外光谱(FTIR)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对煤样及降解后的液相产物进行表征。结果表明:H_2O_2预处理后的煤样与原煤样相比,碳和氢的质量分数明显减小,分别由71.7%和15.7%降低到69.7%和10.1%,而氧的质量分数由4.5%增加到12.2%,降解后煤样的碳含量相较于氧化煤的碳含量又降低了2.2%,表明微生物对褐煤进行了降解,形成小分子化合物并溶于液体产物中。FTIR分析表明,煤降解产物中主要含有羟基、芳香环、酯类等有机官能团;GC-MS分析表明,煤降解产物中含有烷烃、醇类、酯类等脂肪族化合物和酚类等多种有机物。     

友好戈登氏菌降解内蒙古白音华褐煤的工艺条件探究

利用友好戈登氏菌对内蒙古白音华褐煤进行降解,考察了煤浆浓度、菌液用量、降解时间和培养方式对降解效果的影响。结果表明,当煤浆浓度为0.6 g/50 mL培养基,菌液用量为9 mL/50 mL培养基,降解时间为21 d,培养方式为摇床培养,降解效果最佳,降解率为57%。利用红外光谱、热重和X-射线衍射等手段对原煤、氧化煤和固相产物进行了表征,发现硝酸作用后,氧化煤的羟基振动峰增加,芳香环振动峰减弱,晶核和缩聚程度下降,热稳定性降低,有利于微生物降解。微生物作用后,固相产物的芳香环、羰基和硝基的吸收峰减弱,芳香层间距增加,微晶直径、微晶高度和芳香层数减小,热稳定性增加。气质联用色谱对液相产物组成分析。结果表明,液相产物中主要含有烷烃类、羧酸类和醛酮类等小分子物质。     

沥青铀矿石细菌浸出机理的实验研究

采用氧化亚铁硫杆菌作为实验菌,针对有菌有Fe2+、有菌无铁、无菌有Fe3+、无菌有Fe2+、不控制pH值的无菌无铁和pH值控制在2.0的无菌无铁6种沥青铀矿石浸出体系,考察了浸出过程中细菌的浓度、溶液pH值、电位、亚铁离子浓度、全铁离子、铀浓度等参数的变化,得到铀矿石的浸出率分别为98.00%, 80.33%, 97.66%, 93.00%, 20.33%, 72.00%. 结果表明,在沥青铀矿石的细菌浸出中,细菌的作用以间接作用为主,即细菌把还原态的硫或单质硫及Fe2+氧化成Fe2(SO4)3. 由于Fe2(SO4)3是一种强氧化剂,将不溶的U(IV)氧化为可溶解的U(VI),从而使沥青铀矿石中的铀得以浸出.     

山西临汾褐煤微生物降解工艺条件的优化

对6株细菌和硝酸氧化的山西临汾褐煤进行菌-煤匹配降解实验,筛选出降解优势菌恶臭假单胞菌.在单因素试验的基础上,通过正交试验优化了恶臭假单胞菌降解临汾褐煤的工艺条件,得出的影响权重为:煤样粒度煤浆质量浓度培养时间接种量.较优降解工艺条件为:煤样粒度75μm,煤浆质量浓度0.200 0g/10mL,培养时间14d,接种量1.0mL/10mL.此条件下的降解转化率达到46.81%.对降解后的煤残渣和降解产物进行红外检测,结果表明:煤残渣在氧化煤既有波数处的吸收大部分已消失或者变弱,说明煤中的有机大分子已被恶臭假单胞菌降解成小分子,包含在降解后的黑色油状滤液中.滤液分级萃取物的GC-MS总离子流色谱证明了降解液中含有丰富的小分子有机物,且大多为脂肪烃、酯、羧酸及芳香族化合物.     

敌草隆内生降解真菌筛选

[目的]筛选可降解敌草隆菌株,并研究其降解特性,为微生物降解敌草隆提供新途径。[方法]采用平板涂布法从植物体内分离内生真菌,并通过摇瓶富集法筛选有降解作用的菌株;通过形态学特征和ITS鉴定菌株;采用高效液相色谱法检测分离的内生菌对敌草隆的降解效果,并研究其降解的最适温度、pH值、营养源和降解动力学特性。通过标准品比对鉴定降解产物。[结果]从牛筋草中分离得到一株具有降解除草剂敌草隆能力的真菌,命名为D12,鉴定为镰刀菌属(Fusarium Lk.ex Fr.)。降解条件优化试验结果表明,该菌的最佳营养源为淀粉,在35℃和pH值6的条件下对敌草隆具有良好降解作用。以敌草隆50 mg/L为起始质量浓度进行研究,经过7 d培养,降解率达57.42%,半衰期为7.30 d。鉴定其降解产物为1-(3,4-dichlorophenyl)methylurea。[结论]镰刀菌属D12具有降解敌草隆得能力,在微生物降解除草剂领域具有良好的应用前景。     

一株高效氯氰菊酯降解菌的筛选及其降解条件的优化

长期不规范使用高效氯氰菊酯农药已造成严重的环境污染问题。本文采用富集和驯化方法分离得到一株细菌G2,结合其形态特征、生理生化特性与16S rDNA基因序列分析,该菌株被鉴定为少动鞘氨醇单胞菌。菌株G2能够利用高效氯氰菊酯作为生长的唯一碳源。利用响应面法确定了菌株G2降解高效氯氰菊酯的最佳条件为32.0℃,pH=6.7,接种量为0.2 g/L,在此条件下,菌株G2对50 mg/L高效氯氰菊酯7 d的降解率为92.5%。     

苯降解菌的筛选、鉴定及其在生物滴滤塔中运行条件的研究

从原污水与生物滴滤塔中驯化、筛选苯降解菌,经鉴定共有4种细菌、5种真菌、4种放线菌,其对苯的降解率较驯化前提高了20%左右。将筛选得到的苯降解菌投放到生物滴滤塔中,采用均匀设计实验考察了进口苯浓度、铁含量、温度、pH值对苯降解率的影响,结果表明,随进口苯浓度的增大、铁含量的增加、温度的升高,苯降解率均呈升高趋势,最适铁含量为14 mg·L~(-1),最适温度为34℃;pH值对苯降解率的影响不大。     

pH值对光合细菌利用乙酸(钠)产氢的影响

详细考察了pH值对光合细菌利用乙酸(钠)产氢的影响作用.研究结果表明,光合细菌利用乙酸(钠)产氢的最佳pH值为6.80;在最佳pH值下,乙酸(钠)的降解率为99.3%,氢气的转化率为0.91 mol H2/mol 乙酸,最大比产氢速度为34.6 mL/(g-VSS·d),能量转化率为22.8%.     

真菌降解光-氧氧化内蒙古胜利褐煤产物分析

为掌握黄孢原毛平革菌降解光-氧氧化内蒙古胜利褐煤固体残渣的成分、结构和热稳定性的变化规律,以及降解液的主要物质构成,为降解工艺的改进以及降解产物的分离和利用提供参考,对降解所得的固体和液体产物进行了检测分析.结果表明:光-氧氧化煤被黄孢原毛平革菌作用后,煤残渣的水分、灰分和挥发分的质量分数均增加,固定碳的质量分数降低,...     

煤的微生物降解率与降解液吸光度的关系拟合

为了准确且便捷地得出煤样粒度较细时微生物对煤的降解率,分别采用绿孢链霉菌、恶臭假单胞菌和黄孢原毛平革菌对光氧化内蒙胜利褐煤进行微生物降解,测得了降解率(η)和降解液在450 nm处吸光度A_(450)(Y)的相关数据,进行线性拟合得到拟合方程,并采用光氧化云南昭通褐煤、光氧化山西浑源褐煤和光氧化内蒙元宝山褐煤对拟合方程进行了验证实验。结果表明,绿孢链霉菌、恶臭假单胞菌和黄孢原毛平革菌对光氧化内蒙胜利褐煤的η与降解液Y值之间的拟合方程分别为η=0.02466+0.07453Y,R~2=0.98392;η=0.02919+0.06412Y,R~2=0.99075;η=0.02336+0.08945Y,R~2=0.97836。3个拟合方程分别对3种不同光氧化褐煤的降解率预测值与实测值相比,相对误差较小,具有一定的普适性。     

老化石油污染土壤微生物群落多样性特征

利用MiSeq高通量测序技术分析了延长某页岩气井田场地老化石油污染土壤的微生物群落多样性,采用冗余分析探究了微生物群落结构与土壤环境因子的关系。结果表明,石油污染可改变土壤微生物群落结构及多样性,石油污染土壤微生物的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria);鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、Saccharibacteria＿genera＿incertae＿sedis、芽孢杆菌属(Bacillus)、节杆菌属(Arthrobacter)、交替红色杆菌属(Altererythrobacter)和诺卡氏菌属(Nocardioides)等7种菌属具有石油烃类污染物降解功能,分枝杆菌属和短波单胞杆菌属(Brevundimonas)具有重金属降解功能;影响微生物群落多样性的环境主控因子为pH值、石油烃含量和重金属含量,石油烃的摄入会导致土壤中重金属含量升高。