三苯基锡的微生物降解及其对降解菌的影响

为了探明三苯基锡(TPhT)微生物降解途径,分析TPhT生物降解机制,及降解过程TPhT对降解菌的毒性影响,采用Biolog法研究了克雷伯氏菌处理不同浓度TPhT后菌体利用碳源能力的改变,并利用GC-MS和X射线光电子能谱检测了TPhT的降解产物.处理2 h后,1 mg.L-1TPhT对降解菌利用碳源的促进作用最强.原子力显微镜观察发现,降解TPhT后部分菌体内含物流失,细胞凋亡,但大部分菌体保持完整形态,对照菌体表面出现细小褶皱.胞内酶在120 h内对3 mg.L-1TPhT的降解率即可达66.0%,效果明显优于菌体细胞.综合GC-MS和XPS分析结果发现,TPhT降解过程会产生二苯基锡(DPhT)和一苯基锡(MPhT),并最终形成无机的Sn4+.     

克雷伯氏菌对三苯基锡的酶促降解特性

研究了肺炎克雷伯氏菌对三苯基锡(TPhT)的酶促降解性能,并对酶促反应影响因素的作用机制进行了探讨,以期为阐明有机锡的微生物降解机制提供实验依据.研究证明,菌体、分泌物和胞内降解酶均具有降解TPhT的能力,在30℃转速为130.rm in-1的摇床中避光处理2 h后,对3 mg.L-1TPhT的降解率分别为10.9%、5.3%和47.9%.影响因素实验表明,降解介质、pH、温度、TPhT浓度和金属离子均会对TPhT的酶促降解效果产生影响,其中TPhT酶促反应的最适pH和温度分别为8和50℃.Mg2+、Mn2+、Fe2+和Fe3+在合适的浓度范围内,均会促进TPhT的降解.当Mg2+的浓度为15 mg.L-1时,胞内酶对TPhT的降解率高达73.8%.金属离子的促进效果主要与其对酶的激活、作为电子受体或电子供体参与TPhT酶促降解等作用有关.TPhT的降解速率与其浓度呈现理想的线性关系.该反应的Vm ax和Km分别为0.15 mg.(L.m in)-1和47.1 mg.L-1.     

镉对铜绿假单胞菌降解水体中壬基酚的影响

探讨了镉(Cd)对铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)SH1处理壬基酚(NP)的影响.结果表明,P.aeruginosa SH1的生物量随着Cd2+浓度的增大有明显的降低,10 mg·L~(-1)Cd2+存在时,菌株在24 h的生物量下降27.1%;Cd2+的加入对于菌体吸附NP有较大影响.对于活菌,低浓度Cd2+(0.5 mg·L~(-1))能够促进P.aeruginosa SH1吸附NP,而高浓度Cd2+(≥5 mg·L~(-1))的加入起抑制作用.对于失活菌体,低浓度Cd2+的加入对于菌体吸附NP无显著性影响,而高浓度的Cd2+能够促进吸附作用;降解实验结果表明,胞内酶的降解速率要远远大于菌体.不同浓度的Cd2+对菌体和胞内酶降解NP有着不同的影响.当体系中存在高浓度Cd2+时,胞内酶和菌体降解NP均受到抑制,胞内酶受到的抑制作用更显著.低浓度的Cd2+对菌体降解NP有促进作用,而对胞内酶降解NP无显著性影响;胞内酶对NP的降解过程符合一级动力学反应模型,Cd2+浓度为0.5 mg·L~(-1)时降解速率最快,半衰期为5.5 h,而菌体降解NP则不能很好地通过一级动力学模型进行拟合.     

一株黄杆菌及其粗酶液对芘降解的动力学特征研究

实验研究了一株黄杆菌FCN2对芘降解的动力学特性,以及该菌株对芘的好氧氧化具有催化作用的酶的分布特征、芘在胞内酶存在下酶促降解的动力学特征研究结果表明,本实验室经驯化、筛选、分离所得的FCN2菌株对芘有良好的降解性能;反应后10 h内,降解反应近似表现为一级动力学特性,且随着芘初始浓度的增加,反应速度加快;当芘的初始浓度达到200 mg·L-1时,菌体的降解活性被抑制;菌体的初始浓度越大,芘的降解转化速率越快;当菌量达到3.0×108CFUs·mL-1(CFUs colony-forming units)时,芘的降解转化速度不再随着起始菌量的增加而增加在本实验的好氧条件下,最适初始菌量为1.0×108～2.0×108 CFUs·mL-1范围内.FCN2菌株对芘好氧降解起催化作用的活性酶为胞内酶,它对芘降解的催化作用迅速、有效,短时间内即达到分解平衡;胞内酶最适pH值为5,在pH 5.0～6 0之间均有较高的催化活性;胞内酶最适温度为32℃,在30～50℃之间能保持较高的催化活性;粗提胞内酶催化芘的好氧降解过程中,米氏常数较小,为1×10-4mol·L-1,最大反应速率为2×10-6mol·L-1·min-1,说明酶与芘的亲和力大.     

短短芽胞杆菌及其芽胞对芘的降解

考察短短芽胞杆菌(Brevibacillus brevis)菌体及芽胞对四环多环芳烃芘的降解性能.结果表明,菌体5 d内对1 mg·L-1芘的降解率可达53%.菌体和胞内酶降解芘过程中检测到1-羟基芘、9-羟基菲、α-萘酚和β-萘酚这4种单羟基降解产物,在完整菌体降解体系中,产物呈现先积累后下降的趋势,而在胞内粗酶液降解体系中,大分子代谢产物表现为一直积累的趋势,说明B.brevis完整菌体在降解初期并不具备一些中间产物的降解酶,但随着时间推移,可被诱导产生相关酶对生成的新产物进行进一步降解.芽胞悬液在添加芘的无机盐培养基中5 d内萌发生成的营养细胞可达到1.5×109个·L-1,对1 mg·L-1芘的降解率达到15%.     

铜绿假单胞菌胞内酶粗提液对十溴联苯醚的降解

探讨了铜绿假单胞菌粗酶液对十溴联苯醚(BDE-209)的降解特性,结果表明,该菌株胞内酶在12 h内对1 mg.L-1的BDE-209降解率达到了69.22%,温度、pH值、酶蛋白浓度及底物BDE-209浓度均会影响胞内酶粗提液对BDE-209的降解效率.当BDE-209浓度为1 mg.L-1时,BDE-209适宜的酶促降解条件为:温度30℃,反应pH值7.5,且降解率随着酶浓度的增加而增大.胞内酶对BDE-209的降解过程符合一级动力学反应模型,底物浓度为1 mg.L-1时降解速率最快,半衰期为6.9 h.胞内酶降解BDE-209符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数为rmax=0.133 mg.(L.h)-1,Km=0.642mg.L-1,Ki=1.558 mg.L-1.     

Delftia sp.T3-6菌株及其粗酶液对2’，6’-甲乙基-2-氯乙酰苯胺的降解

研究了Delftia sp.T3-6菌株对2',6'-甲乙基-2-氯乙酰苯胺(CMEPA)的降解特性,以及该菌株胞内酶对CMEPA的酶促特性.结果表明,菌株T3-6对CMEPA有很好的降解性能.反应12 h内,随着CMEPA浓度的增加,反应速度加快;当CMEPA浓度达到500 mg·L-1时,菌体的降解活性受到一定程度的抑制;在菌体接种量为0.5%~5%的范围内,接种量越大,CMEPA的降解转化速率越快.菌株T3-6降解CMEPA的最适温度为30℃,且其在pH 7~10的范围内对500 mg·L-1CMEPA的降解率均可达50%以上.T3-6菌株对CMEPA降解起催化作用的活性酶为胞内酶,该酶的最适反应温度和pH分别为25℃和8.0;该酶的温度稳定性较差,需在20℃以下贮存;但其在4℃下,pH 6~9的缓冲液中均可保持很好的稳定性.     

鼠李糖脂对铜绿假单胞菌NY3表面特性及其烃降解效率的影响

研究了鼠李糖脂对NY3菌表面特性及其降解烃类物质的影响作用.结果表明,与未加鼠李糖脂相比,原油含量为1000 mg·L-1,鼠李糖脂100 mg·L-1时,生长24和48 h,NY3菌细胞净生长量分别提高8.60和6.68倍,且产酸明显,原油中正二十六烷至正三十三烷降解效率可提高约60%.分别以LB培养基和十六烷为唯一碳源的无机盐培养基生长的NY3菌体(OD400nm=1.68±0.08),与100 mg·L-1的鼠李糖脂作用1.5h,菌体表面疏水性分别增加32%、6%;且以LB培养基生长的NY3菌细胞,在鼠李糖脂和十六烷存在下作用90 min,菌细胞所积聚的正十六烷量比未加鼠李糖脂时增加了1.10 nmol·mg-1干菌,说明鼠李糖脂能加快疏水性有机物的传质速度.红外光谱分析结果表明,与未加鼠李糖脂相比,鼠李糖脂使菌体细胞中疏水性脂肪链的相对含量明显增加.因此,鼠李糖脂能增加菌体的表面疏水性,加快烃类的传质速率,从而促进NY3菌对烃的降解.     

重金属对白腐菌降解十溴联苯醚的影响

考察了重金属(Cu、Cd、Pb)对白腐菌生长及其降解十溴联苯醚(BDE-209)的影响及其机制.结果表明,低浓度重金属(≤1 mg.L-1)可促进白腐菌的生长,高浓度则表现为抑制作用,1 mg.L-1时促进作用大小为:Cd>Pb>Cu;白腐菌可高效降解BDE-209,7 d内对BDE-209(1 mg.L-1)降解率可达69.7%;重金属可显著影响白腐菌对BDE-209的降解(P<0.05),低浓度的Cu(≤1 mg.L-1)和Cd(≤0.5 mg.L-1)对BDE-209的降解表现为促进作用,其中Cu为1 mg.L-1时促进作用最明显,降解率为84.4%,而Pb则为抑制作用;高浓度(>1 mg.L-1)的重金属均会抑制BDE-209的降解,抑制作用大小为Cd>Pb>Cu,且随浓度增大抑制作用增强;降解率与生物量变化不完全正相关.白腐菌对BDE-209的降解过程符合一级反应动力学方程,Cu、Cd存在条件下,随着其浓度的增加,降解速率常数k表现为先增加后减少,Cu为1 mg.L-1时k值达到最大,为0.321 2;Pb存在条件下,k值表现为逐渐减小.进一步研究了重金属对白腐菌胞外酶降解BDE-209的影响,并运用SPSS 17.0对胞外酶降解与菌体降解进行距离相关性分析,结果表明,未添加重金属时胞外酶降解与菌体降解差异不大,其降解率分别为63.7%、69.7%;3种重金属存在条件下其相关系数R值均大于0.9,由此推断胞外酶是起降解作用的主要部分,重金属主要通过影响白腐菌胞外酶的方式作用于BDE-209的降解.     

一株架桥细菌的共凝集能力及强化生物膜反应器效能的研究

测定了架桥细菌Bacillus cereus G5与活性污泥中分离得到的13株土著细菌及3株复杂有机物降解菌配对组合后的共凝集能力和成膜能力.结果表明:凝集2 h和20 h时的共凝集率分别达到40%~70%和55%~80%;架桥细菌与其中15株细菌混合培养时的生物膜形成量高于单菌培养时的生物膜量.这表明在废水处理系统外G5能与土著菌和降解菌发生较强程度的共凝集,并可促进多数菌株生物膜量的增加.进一步考察了G5与3,5-二硝基苯甲酸降解菌Comamonas testosterone A3投加到序批式生物膜反应器(SBBR)中的生物强化效果.32 d的运行结果表明,同时投加A3与G5菌株的反应器,24 h时出水中3,5-二硝基苯甲酸由100.0 mg·L-1降解至10.1 mg·L-1,降解最快;3,5-硝基苯甲酸负荷由100 mg·L-1增加到1000 mg·L-1的运行过程中,平均降解率稳定在65.0%~88.1%的范围内,表现出最强的抗冲击能力;生物膜量在1.4~2.0 mg·cm-2之间,比其他两组反应器同期时的生物膜量略高.表明在废水处理系统内Bacillus cereus G5亦可能通过其广泛的共凝集能力,促进反应器中生物膜的形成,并辅助降解菌以自固定化方式定殖于生物膜,从而表现出快速的生物强化作用和较强的抗冲击能力.     

球形红假单胞菌对三苯基锡的降解性能研究

以1株对三苯基锡(triphenyltin,TPT)有高耐受性的球形红假单胞菌(Rhodopseudomonos spheroids)X-5为对象,进行TPT的微生物降解实验,研究了R.spheroids对TPT降解特性.结果表明,R.spheroids对TPT有良好降解效果.30℃是其最佳生长温度,对TPT的降解活性...     

附着剑菌对三氯联苯的吸附及降解机制研究

实验研究附着剑菌(Ensifer adhaerens.R2)对持久性有机污染物三氯联苯(2,4,4′-TCB,PCB28)的去除机制,探究菌株对2,4,4′-TCB的生物吸附和生物降解作用,以及其随时间、pH值、温度、菌体密度、金属离子(Ca2+、Mg2+)的变化.灭活菌体对PCBs的去除机制为生物吸附,吸附率在2h基本达到平衡,为85.97%;活体菌株可以通过生物吸附及生物降解作用去除2,4,4′-TCB,在本次实验周期内主要以吸附作用为主,2h吸附率为60.59%,明显高于降解率的12.90%.单因素条件下,pH值为6.0、35℃、OD为0.8、添加1mol/L的Ca2+、Mg2+处理可使活菌对2,4,4′-TCB的吸附达到最优;pH值为7.5,30℃,添加0.05mol/L的Ca2+、Mg2+处理可使活菌对2,4,4′-TCB的降解达到最优.     

吐温80对苏云金芽孢杆菌降解三苯基锡的促进机制

有关内分泌干扰物三苯基锡(TPhT)生物降解的强化措施和降解机制的报道较少,TPhT降解过程中脱苯反应是同步还是逐步发生还不明确.为阐明这些问题,研究了吐温80对苏云金芽孢杆菌降解TPhT及其降解产物的影响.结果表明,吐温80能明显提高TPhT在水中的溶解度.苏云金芽孢杆菌和80 mg·L-1吐温80共同处理1 mg·L-1TPhT 2 d后,TPhT残余浓度降至48.4%.降解过程,吐温80可显著地减少细胞内Na+、NH+4和Mg2+向胞外的释放,增加对细胞外Cl-、PO3-4和K+的吸收.代谢产物分析表明,苯基锡的生物降解始于苯环裂解,而不是苯环和锡原子之间共价键的分裂.TPhT中各苯环的开环反应可以单独进行,亦可同步发生,进而生成二苯基锡、一苯基锡和无机锡.     

太湖蓝藻对Sb(Ⅴ)的生物吸附作用

利用富营养化湖泊的藻类——太湖蓝藻,对Sb(Ⅴ)的生物吸附特征进行了研究. 结果表明:藻类经0.1 mol/L盐酸处理后,对Sb(Ⅴ)的生物吸附效率大大提高. 原藻和经盐酸处理的蓝藻在1 h左右对Sb(Ⅴ)的吸附量达到平衡;Sb(Ⅴ)在原藻和经盐酸处理的蓝藻表面的吸附能力均随着pH升高逐渐减弱;原藻与经盐酸处理的蓝藻对Sb(Ⅴ)的吸附等温线符合Freundlich方程;不同离子强度的Cl-、NO₃-、SO₄2-、PO₄3-对Sb(Ⅴ)在原藻表面的吸附影响较弱,而对Sb(Ⅴ)在经盐酸处理的蓝藻表面的吸附影响显著.      

低浓度重金属对蜡状芽孢杆菌复合菌降解BDE209性能的影响

针对电子废弃物引起的重金属及多溴联苯醚(PBDEs)复合污染问题,采用GC-MS, ICP、紫外扫描、红外光谱等分析方法,研究了蜡状芽孢杆菌(XPB、XPC)复合菌对十溴联苯醚(BDE209)的好氧脱溴降解性能及低浓度重金属对其降解特性的影响.结果表明,复合菌对BDE209有良好的脱溴性能,能将其降解为酚类有机物,反应1 d时其最高脱溴量可达1.18mg·L-1,脱溴率至少为14.16%.低浓度重金属的存在虽减缓BDE209的降解速率,但依然能保持良好的降解效果,脱溴率仍至少达13.92%.复合菌降解BDE209和吸附重金属的过程主要与羟基、酰胺基团和C--H键有关.单一降解BDE209过程中,复合菌大量释放K 和Na ,最高释放量分别为148.867和225.835μmol·g-1.复合菌在降解BDE209并吸附重金属的过程中,也存在K 和Na 的大量释放现象,且释放量高于单一的降解过程,最高释放量分别为156.482和261.217 μmol·g-1.菌体降解BDE209的同时,对Pb2 、Zn2 、Cu2 的吸附率最高值分别为89.47%、72.22%、39.83%.     

微囊藻对锑(V)生物吸附作用研究

以富营养化湖泊水华暴发的主要藻种-微囊藻干物质作为生物吸附剂,考察不同生物量、初始pH值、吸附时间等因素对废水中锑（V）生物去除作用的影响,探讨微囊藻对Sb（V）的生物吸附性能;通过zeta电位和红外光谱技术揭示其吸附机理,并推断其反应方程式.结果表明：在室温条件下,吸附剂用量为0.5g：20mL,pH值为2.0,时间为1h时,Sb（V）的生物吸附达到最大容量为5.84mg/g（以干重计）,吸附等温线符合Langmuir等温方程（R²=0.993）,生物吸附动力学过程遵循假二级动力学模型（R²=0.994）.在pH值2.0~9.0范围内,其生物吸附效率随pH值增加逐渐下降.Zeta电位和ATR-IR光谱结果表明微囊藻细胞壁表面的氨基、羧基和羟基为Sb（V）的主要吸附位点,其中质子化的氨基通过静电吸引作用结合Sb（V）,羧基和羟基则通过表面络合作用与Sb（V）结合形成内源络合物.     

鲍希瓦氏菌吸附Au3+的影响因素及机理研究

吸附是生物回收贵金属的重要环节,本文考察了溶液p H、生物量、初始Au~(3+)浓度和温度对鲍希瓦氏菌吸附Au~(3+)的影响,研究了鲍希瓦氏菌吸附Au~(3+)的动力学和热力学特性,并初步探讨了吸附发生的可能机理.结果表明,p H明显影响鲍希瓦氏菌对Au~(3+)的吸附,最佳p H为2~3.在初始Au~(3+)浓度为115 mg·L~(-1)时,不同温度下90%的Au~(3+)可在10 min内被吸附,4 h后基本达到吸附平衡,且吸附容量随着温度的升高而增加.吸附符合Freundlich等温线模型(R2=0.954),最大吸附容量为148.7 mg·g~(-1).吸附动力学可用拟二级动力学方程描述(R2=0.999).热力学分析显示,鲍希瓦氏菌吸附Au~(3+)是自发的吸热过程.傅里叶红外和X射线光电子能谱分析表明,氨基、羧基和羟基是起主要作用的官能团,其中,质子化的氨基作用机理主要是静电吸附.     

高硫抗生素废水微好氧连续处理系统的进水负荷效应研究

在14~18℃条件下探讨了不同进水负荷对高硫抗生素废水微好氧连续处理系统的处理效果和污泥中细菌、酵母菌含量的影响.结果表明,在低负荷[COD=2 kg.(m3.d)-1]条件下,污泥以细菌为优势菌群(细菌含量为96%),污泥浓度和污泥脱氢酶活性(TF/MLSS.t)分别为300 mg.L-1、4300 mg/(g.h),污泥SVI=35 mL.g-1,COD去除率仅为13%;当升高负荷至初始负荷的5倍和10倍时,污泥中以酵母菌为优势菌(酵母菌含量分别为67%和71%),污泥浓度分别为2300、1500 mg.L-1,污泥DHA活性(TF/MLSS.t)分别为9600、10800 mg/(g.h),污泥SVI值分别为160、110 mL.g-1,COD去除率升高到40%~50%,进水负荷对污泥微生态构成和系统处理效果均具有显著影响.     

土壤中不同有机质对菲的吸附行为及生物可利用性的影响

为了研究不同有机质对持久性有机污染物(POPs)的吸附行为及生物可利用性的影响,从黑龙江省未被多环芳烃(PAHs)污染的农业表层土壤中提取了矿质结合态胡敏酸(MHA)、矿质结合态胡敏素(MHU),通过绘制吸附动力学曲线和吸附等温线,研究了MHA、MHU及全上本身对菲的吸附特性,并通过改变老化时间和吸附剂质量,研究了不同...