耐盐苯酚降解菌Staphylococcus sp.的分离及降解特性

从巴丹吉林沙漠盐湖表层沉积物中筛选到一株高效耐盐苯酚降解菌CL.测定了菌株CL的生理生化指标、16S rRNA基因序列,通过动力学模型探究了该菌株的生长和苯酚降解特性,同时考察了固定化对其耐受及降解苯酚能力的影响.结果表明,菌株CL属于葡萄球菌属(Staphylococcus sp.),在温度30℃、pH 7.0—8.0、盐度0—10%和苯酚浓度100—200 mg·L~(-1)条件下,该菌株能高效降解苯酚,其降解率均在85%以上.菌株CL对不同浓度苯酚的降解符合Haldane模型,其最大比降解速率和抑制常数分别为0.32 h~(-1)和351.70 mg·L~(-1),同时该菌株在不同盐度下对苯酚的降解符合Ghose and Tyagi模型.固定化可以明显增加菌株CL对苯酚的降解和耐受能力.菌株CL在高盐环境下能够高效降解苯酚,具有生物处理高盐含酚废水的潜力.     

红球菌Chr-9降解吡啶和苯酚的特性

研究了红球菌(Rhodococcus)Chr-9菌株在基础盐培养基中降解吡啶和苯酚的特性,分析了菌株降解苯酚和吡啶间的差异.结果表明,菌株Chr-9能够在72 h内将基础盐培养基中的吡啶(200 mg L-1)和苯酚(200 mg L-1)完全降解,同时利用吡啶和苯酚进行生长.菌株降解吡啶的最适温度为35℃,最适pH为8.0.菌株降解吡啶和苯酚的速度与底物的初始浓度呈负相关;在无其它氮源的基础盐培养基中,菌株能够利用吡啶和苯酚协同生长.图7参12     

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）生物降解过程对植物生长的影响评价

通过苏丹草（Sorghum sudanense Stapf）、籽粒笕（Amaranthus hypochondriacus L.）、豇豆（Vigna sesquipedalis Wight）种子的发芽试验及其盆栽试验,考察了PBS在土壤浸提液中的生物降解性能,探讨了PBS高聚物、低聚物和合成单体对植物的发芽和生长影响。研究结果表明：①在土壤浸提液中微生物对PBS有一定的降解作用,且在降解过程中,降解液的pH变化不明显;②PBS高聚物的降解产物对植物生长没有影响;③P BS低聚物在降解初期抑制部分植物的幼苗生长,后期对植物的生长没有影响;④当丁二酸的质量浓度低于200 mg.L^-1时,对植物种子的发芽和幼苗生长不会产生影响,当质量浓度高于500 mg.L^-1时,将抑制幼苗生长;当1,4-丁二醇的质量浓度低于2 000 mg.L-1时,对种子的发芽和生长没有影响。     

藻毒素降解菌CQ5对MC-LR粗提液的降解动力学

针对近年来采用微生物法降解水体中的微囊藻毒素(microcystins,MCs)这一研究热点问题,以本课题组前期从太湖芦苇荡底泥中筛出的耐硼赖氨酸芽孢杆菌CQ5(Lysinibacillus boronitolerans)为考察对象,研究微生物对MC-LR的降解动力学.分别采用Logistic生长方程和Monod动力学方程构建菌株CQ5细胞生长动力学模型和MC-LR降解动力学模型.结果表明,菌株CQ5在以MC-LR粗提液为碳、氮源的无机盐培养基中的生长曲线符合Logistic生长模型,其中菌株生长环境承载量K为1.306,菌株生长平均速率r为0.1685,无量纲参数a为1.688;该菌株在6 d内可使MC-LR的浓度由14.12μg·L~(-1)降至1.57μg·L~(-1),降解率达88.86%,其一级反应速率常数k为0.3698,半衰期t_(1/2)为1.88 d;该降解过程中MC-LR浓度、菌株细胞密度和MC-LR降解速率3者间的偶合关系符合低浓度下的Monod模型,其中υ_max/K_s为0.342;一级反应动力学方程式S=e~(2.648-0.3698t)和Monod模型方程式S=14.12e~(-0.342Nt)(N=1.08)均可模拟预测降解体系中的MC-LR浓度,二者的模拟结果高度一致.本文可为研究微生物降解MC-LR的机理和推动MC-LR降解菌的工程应用提供理论参考.     

Diaphorobacter sp.J5-51降解酚类污染物的特性

为强化酚污染的生物治理,提高酚类污染物的去除效率,采用单因素实验方法研究1株Diaphorobacter细菌(命名为J5-51)降解酚类物质的特性.结果显示,菌株J5-51在pH为6.0-9.0、温度为25-35℃的情况下均能较好地降解对氯酚;添加0.2 mmol/L的Ca~(2+)能够促进、而添加相同浓度的Co~(2+)和Ni~(2+)则抑制对氯酚的降解;菌株降解对氯酚的速度与对氯酚的初始浓度呈负相关关系;除对氯酚外,菌株还能降解吡啶、苯酚、2-甲酚、3-甲酚和4-甲酚.在优化的条件下,菌株可在72 h内完全降解焦化废水中约400 m g/L的苯酚和100 mg/L的甲酚;同时,对菌株J5-51进行固定化有利于其降解酚类化合物.综上认为,菌株J5-51在处理酚类化合物共污染环境的生物修复中具有一定的应用潜力.(图6参13)     

一株高浓度苯胺、苯酚降解菌的分离鉴定及降解特性

从某生活污水厂活性污泥中分离到一株能够以苯胺或苯酚为唯一碳源、能源生长的高效降解菌菌株ANP.经形态特征、生理生化及16S rDNA序列分析,将该菌株鉴定为Delftia sp.进一步研究表明,该菌株利用苯胺生长的最适温度和pH分别为30℃和6.0,最适降解浓度为2000mgL-1;利用苯酚生长的最适温度和pH分别为35℃和8.0,最适降解浓度为1500mgL-1.苯胺、苯酚混合培养时该菌株对苯酚的降解过程要滞后于对苯胺的降解过程,但经过42h均能彻底降解.研究了ANP降解苯胺和苯酚的开环途径,苯胺芳环通过间位途径裂解,苯酚芳环则是通过邻位途径裂解.图4表1参18     

十二烷基硫酸钠降解菌株Pseudomonas sp. SDS-2的降解能力及其低温降解活性的调控（英文）

尽管生物法已广泛用于表面活性剂废水的处理,但低温对微生物的代谢活性产生明显不利影响,导致出水难以稳定达标.对筛选到的十二烷基硫酸钠(SDS)降解菌的降解能力进行考察,并对不同调控策略作用下该菌株的低温降解活性进行评估.对筛选到的菌株进行16S rRNA基因序列测定与分析.该菌株在不同温度、pH、底物浓度、接种量下的降解能力以及不同调控策略(低温驯化、外源物质添加)下的低温降解活性均以化学需氧量(COD)的去除率间接表示.结果筛选到一株SDS降解菌,命名为SDS-2. 16S rRNA基因序列分析表明该菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株的最佳生长条件为30℃、pH 9和120 mg/L氨浓度,而接种量对其降解活性无明显促进作用.当SDS初始浓度为2 500 mg/L时,该菌株对SDS的去除速率(以COD计)可达到355.3 mg L~(-1) h~(-1). 15℃下,长期驯化可使该菌株的降解活性达到30℃时的水平;10℃下,添加外源物质丁二酸钠和硝酸钾可使COD的去除率在48 h内分别提高25.3%和24.6%;外加蛋白胨和复合维生素可使COD的去除率在24 h内分别提高22.8%和11.7%.本研究筛选到的Pseudomonassp.SDS-2具有高的SDS降解活性,可为实际含SDS表面活性剂废水的处理提供微生物资源;同时,本研究中的调控策略亦可为SDS低温生物处理提供潜在处理方法.     

一株高效邻苯二甲酸二丁酯降解菌的筛选、鉴定及其降解特性研究

从活性污泥中分离出1株以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为碳源和能源生长的高效降解菌DP-2,经形态观察、生化鉴定及16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为不动杆菌(Acinetobacter sp.).采用单因素试验研究了不同试验条件(接种量、DBP浓度、NaCl浓度和碳源)对菌株DBP降解特性的影响,结果表明:接种量大于10%时,菌株DP-2在3 d内对初始浓度为10 mg·L~(-1)的DBP降解率可达到90%以上;DBP初始浓度为5—50 mg·L~(-1)时,菌株在6 d内对DBP降解率均能达到90%以上,但高浓度DBP会影响菌株DP-2生长,DBP浓度为1000 mg·L~(-1)时,DBP降解率仅为26.88%;菌株降解DBP的最佳NaCl浓度范围为0—20 g·L~(-1);此外,醋酸钠、蔗糖、葡萄糖添加对于菌株降解DBP均有一定的促进作用,其中葡萄糖效果最为明显.在此基础上,采用响应曲面法优化了菌株降解DBP的培养条件并进行了试验验证,在盐度为5 g·L~(-1),接种量为17.14%,底物浓度为9.81 mg·L~(-1),菌株对DBP的降解率为85.86%.     

乙羧氟草醚降解菌Reudomonas sp.YF1的分离、鉴定与降解特性

从生产乙羧氟草醚工厂的污水处理池污泥中分离到一株乙羧氟草醚降解细菌,命名为YF1.根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列系统发育分析,将其鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).接种量为5%时,菌株YF1在含200 mg/L乙羧氟草醚的基础盐液体培养基中降解乙羧氟草醚,7 d后降解率约80%.加大接种量和外加营养碳氮源可以促进乙羧氟草醚的降解.该菌株降解乙羧氟草醚的最适pH为7.0,最适温度为30℃.菌株YF1能利用苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、苯甲酸、龙胆酸、对硝基苯酚和邻氯苯酚为底物生长,不能利用3-苯氧基苯甲酸为碳源生长,菌株YF1细胞内邻苯二酚1,2-双加氧酶受到乙羧氟草醚或其代谢产物的诱导.图5表1参25     

邻氯苯酚抑制光合细菌1D生长的毒性效应

以农药厂排污口下游底泥分离筛选得到的红假单胞菌Rhodopseudomonas sp.1D为研究对象,考察了不同质量浓度邻氯苯酚对1D生长和脱氢酶活性的影响.实验结果表明,随着培养液中邻氯苯酚质量浓度的增加,1D的生长明显受到抑制,当培养液中邻氯苯酚质量浓度为800 mg·L-1时,1D的生长几乎被完全抑制.菌株1D的脱氢酶活性随着邻氯苯酚质量浓度增加而明显降低,当邻氯苯酚质量浓度为570 mg·L-1时,1D的脱氢酶活性下降程度为100%.在此基础上进一步运用化学品对水生生物急性毒性试验的标准方法研究了邻氯苯酚对1D的毒性效应.结果表明,邻氯苯酚对1D生长的安全质量浓度为9.375mg·L-1.通过与湖水中微生物的半致死质量浓度96LC50进行比较可知,1D对毒物邻氯苯酚的耐受性高于自然水体中混合微生物对邻氯苯酚的耐受性.     

苯酚降解酵母Pd6的分离及对酚类化合物的降解

从炼油厂污染的污水和土壤中,筛选分离出一株具有很高苯酚降解能力的酵母菌Pd6.通过生理生化方法并结合26S rRNA序列比对,将其初步鉴定为麦芽糖假丝酵母(Candida maltosa).该酵母菌能以苯酚为唯一碳源和能源,对苯酚的最大降解浓度为1500mg/L,添加有机碳和有机氮可显著提高其对苯酚的降解率.在外加碳源的条件下,菌株Pd6还具有降解其它9种取代酚的能力.此外,关于苯酚和氯酚共代谢的研究表明,酵母菌Pd6可以利用苯酚为唯一碳源降解对氯酚和间氯酚.表明该菌在苯酚及其衍生物的生物降解和水污染治理方面可起到重要作用.     

以表面处理大肠杆菌为模型的电化学微生物传感器在毒性检测领域的应用

本文以铁氰化钾为探针,采用电化学方法监测铁氰化钾还原产物的量的变化,进而考察经不同时间、不同浓度的Triton X-100预处理表面的大肠杆菌(E.coli)活性及对毒物毒性灵敏度的变化.同时,结合扫描电镜(SEM)及生长曲线实验考察E.coli形貌及繁殖能力的变化,确定最优预处理条件.电化学分析结果表明,Triton X-100的使用量和作用时间分别为2%和1 h时,E.coli因呼吸作用而产生的电信号值最高;随着Triton X-100作用时间的增加,E.coli细胞活性逐渐减弱,当处理时间达到4 h,E.coli的细胞活性甚至低于未处理细胞.SEM结果表明,相对于未处理的细胞,经2%Triton X-100处理1 h时的E.coli的细胞壁通透性增加.此外,E.coli生长曲线实验结果证明,经2%Triton X-100处理1 h后,E.coli亲代细胞的繁殖活性有所下降,但子代的繁殖活性未受明显影响.根据条件优化的结果,经2%Triton X-100处理1 h的E.coli被用于3,5-二氯苯酚(DCP)的毒性检测,作用1 h后的半数抑制率(IC50)为6.60 mg·L-1.而采用未经处理的E.coli与6.60 mg·L-1的DCP作用1 h后产生的抑制率仅为34.4%.同时,优化菌株及对照菌株分别被应用于7份实际水样的毒性检测,其抑制率范围分别为4.37%—5.90%及2.24%—3.69%.可见,经2%Triton X-100预处理1h的E.coli活性及对毒物毒性灵敏度均有所提高,更加适用于水质毒性检测.     

光电协同催化降解2-氯-4-甲氧基苯酚

以2-氯-4-甲氧基苯酚作为模型物,以TiO2为催化剂,低压汞灯作为光源,采用外循环悬浮态多相光催化反应体系,考察紫外光与电场协同催化降解的影响因素,实验结果表明,2-氯-4-甲氧基苯酚初始浓度为0.0125mmol·l-1,TiO2用量250mg·l-1,循环流量20L·h-1,pH值为10,外加偏压3V,曝气,反应时间270min时,2-氯-4-甲氧基苯酚降解率可达到98.7%.     

低温条件下苯酚降解菌的分离鉴定及降解特性

在15℃低温的条件下,从本溪钢铁集团公司焦化厂曝气池活性污泥中分离、筛选得到1株高效苯酚降解菌,即Bb-2,它对起始质量浓度为400 mg·L-1的苯酚降解率为74.8%.经形态观察和生理生化实验,初步鉴定为假单胞菌属.该菌株能在4～40℃的温度条件下生长繁殖,因此为耐冷菌.当醋酸钠和葡萄糖作为第二碳源存在时,促进了低温下Bb-2对苯酚的生物降解.采用反应动力学方程拟合其降解过程,初始苯酚质量浓度较低时,遵循Monod方程;初始质量浓度较高时,其降解过程以基质抑制型的Haldane方程为主.     

纳米CeO2晶体的制备及其光催化性能的研究

用离子交换-真空煅烧法合成了晶格缺陷较多的纳米CeO2晶体.用XRD和氧的程序升温脱附曲线(O2-TPD)分别对纳米CeO2样品的物相组成、晶体粒径、吸附氧的量及其脱附性能进行分析.结果显示,高真空煅烧制得的CeO2催化剂晶格缺陷较多,吸附氧的量较多,且吸附氧脱附较容易.在自制的反应器中,用40W的紫外灯作为光源,研究了对苯酚的光催化降解效果.结果表明,0.5g·l-1的催化剂对pH值为7.0和浓度为10mg·l-1的苯酚溶液,1h的光催化降解率达到79.6%.     

双塞头固定化细胞反应器降解TCE

为探究固定化细胞对三氯乙烯(TCE)的生物降解特性及机理,以优选的活性炭纤维为固定化材料,构建双塞头固定化细胞反应器;利用填埋场覆盖层富集筛选的高效混合菌SWA1为生物介质开展细胞固定化及TCE生物降解研究;运用扫描电镜,荧光定量PCR和高通量测序技术分别考察TCE降解前后固定化微生物微观结构、关键酶表达丰度和混合菌群落结构变化.结果显示:(1)该固定化细胞反应器对微生物具有良好的固定化效果,且微生物可维持较高活性(甲烷氧化速率为0.6μmol g~(-1) d~(-1));(2)在TCE初始浓度为18 mg/L时,反应1 d降解率为94.1%,降解过程中有8.7μmol有机氯转化为氯离子;(3)反应器中TCE降解关键酶为甲烷单加氧酶和苯酚羟化酶,TCE降解后优势菌属为Anaerolineaceae_unclassified(0.6%-19.9%)和甲基孢囊菌属Methylocystis(0-15.8%).该双塞头固定化细胞反应器能高效去除氯代烃类污染物,可为含氯有机废水高效生物治理的工程应用提供参考.     

Streptomyces venezuelae GY1产聚乙烯醇降解酶的培养条件

放线菌StreptomycesvenezuelaeGY1产生的聚乙烯醇(PVA)降解酶是一种诱导酶.以4种不同类型的PVA为唯一碳源时,该菌株单位质量细胞产酶能力比以糖类物质为唯一碳源时提高10倍以上.聚合度和醇解度最高的PVA1799是该菌株产生PVA降解酶的适宜底物,其浓度为1gL-1时,PVA降解酶的产量为120u/g(细胞).培养基中PVA1799浓度由1gL-1上升到5gL-1时,该菌株单位质量细胞产酶能力下降73%,表明PVA1799浓度过高会抑制产酶.GY1菌株产酶的最适温度和pH分别为30℃和7.0.在GY1菌株生长过程中控制以下条件有利于产生PVA降解酶:(1)保持培养体系中较高的溶氧水平;(2)在氮源中补充NO-3;(3)在一定浓度范围内添加MgSO4·7H2O、CaCl2、MnSO4、BaCl2、ZnSO4、FeSO4·7H2O和CuSO4等金属盐.Pseudomonassp.产生的PVA降解酶能够作用伯醇或仲醇类化合物,以这些伯醇或仲醇类化合物代替培养基中的PVA,不能诱导GY1菌株产生PVA降解酶;而在培养基中有PVA存在时,再添加0.5gL-1的3戊醇和环己醇能够明显促进PVA降解酶的产生(单位质量细胞产酶能力分别提高了21%和32%).图8表1参10     

苯酚降解菌UW7的鉴定及对苯酚的降解作用

从焦化厂污水处理曝气池泥样中分离出具有降解苯酚能力的UW7菌株,根据形态、生理生化性状初步鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter).该菌16S rRNA基因序列(在GenBank中的登录号为GU083586)与多株鲁氏不动杆菌(A.lowffii)的相似性在99%以上.结合形态、生理生化特性,鉴定UW7菌株为鲁氏不动杆菌(A.lowffii UW7),该种细菌具有降解苯酚的特性尚未见报道.该菌株降解苯酚的最适温度为30℃,最适生长pH 7.0,对2.5 g/L浓度的苯酚能够有效降解,对3.5～4.0 g/L浓度的苯酚有较强的耐受能力,是处理高浓度苯酚废水的良好菌种资源.     

产聚乙烯醇降解酶的培养条件

放线菌StreptomycesvenezuelaeGY1产生的聚乙烯醇(PVA)降解酶是一种诱导酶.以4种不同类型的PVA为唯一碳源时,该菌株单位质量细胞产酶能力比以糖类物质为唯一碳源时提高10倍以上.聚合度和醇解度最高的PVA1799是该菌株产生PVA降解酶的适宜底物,其浓度为1gL-1时,PVA降解酶的产量为120u/g(细胞).培养基中PVA1799浓度由1gL-1上升到5gL-1时,该菌株单位质量细胞产酶能力下降73%,表明PVA1799浓度过高会抑制产酶.GY1菌株产酶的最适温度和pH分别为30℃和7.0.在GY1菌株生长过程中控制以下条件有利于产生PVA降解酶:(1)保持培养体系中较高的溶氧水平;(2)在氮源中补充NO-3;(3)在一定浓度范围内添加MgSO4·7H2O、CaCl2、MnSO4、BaCl2、ZnSO4、FeSO4·7H2O和CuSO4等金属盐.Pseudomonassp.产生的PVA降解酶能够作用伯醇或仲醇类化合物,以这些伯醇或仲醇类化合物代替培养基中的PVA,不能诱导GY1菌株产生PVA降解酶;而在培养基中有PVA存在时,再添加0.5gL-1的3戊醇和环己醇能够明显促进PVA降解酶的产生(单位质量细胞产酶能力分别提高了21%和32%).图8表1参10     

黄花菜根水浸提液对大白菜化感作用的初步研究

以黄花菜根为试材,研究不同浓度水浸提液对不同品种大白菜种子萌发和幼苗生长的影响,对黄花菜根化感物质的作用进行研究.试验结果表明:不同浓度黄花菜根水浸提液对不同品种大白菜(精选83-1和迷你黄)种子萌发和幼苗生长的作用效果不同.当浓度为10 mg/m L,15 mg/m L,20 mg/m L时,对于精选83-1和迷你黄的化感作用不同,有的表现为促进作用,有的表现抑制作用.高浓度(25 mg/m L)对于精选83-1和迷你黄则全部表现为抑制作用,且浓度越高抑制作用越明显.图5,表2,参12.