石油降解菌的分离鉴定及石油污染土壤的细菌多样性

从石油污染的土壤中分离筛选到28株石油降解菌,经鉴定分别为短杆菌属、假单胞菌属、邻单胞菌属和微球菌属;对4个石油不同程度污染的土壤样品中嗜油微生物分布状况进行分析,发现污染严重的土壤样品中嗜油菌的数量相对较多;用聚合酶链式反应(PCR)、变性梯度凝胶电泳(DGGE)和切胶测序相结合的方法对4个土壤样品中的细菌多样性进行分析,结果显示在受污染的土壤中,My cobacterium和B acillus在污染程度较低的样品中分布的较为集中,F lavobacterium和A zosp ira在污染程度较高的样品中丰度较高。属于B eta p roteobacterium类群的细菌在受污染的土壤中占有优势,同时还有一些不可培养的菌群存在。气质联用(GC-M S)分析结果表明石油污染程度及污染物中芳香烃类的含量对细菌多样性有着显著影响。在石油污染程度高,芳香烃类含量高的样品中细菌的多样性相对较低。

一个降解染料的希瓦氏菌新种——中国希瓦氏菌

从细胞形态、生理生化特性和 16SrRNA基因和gyrB基因序列同源性分析等方面对一株广谱高效染料降解菌D14进行了鉴定。菌株D14的细胞壁革兰氏染色为阴性 ,细胞为杆状 ,大小为 0 6 μm～ 1 0 μm× 1 0 μm～ 4 0 μm ,周身纤毛 ,极生单鞭毛 ,其生长pH范围为pH 7 0～ 10 0 ,最适生长pH为 8 0 ,生长温度范围为 4℃～ 4 0℃ ,最适生长温度为 2 0℃～ 30℃。该菌株具有还原三价铁 ,液化明胶、Tween 4 0和Tween 80 ,产生H2 S的能力。在乳酸钠存在的条件下 ,能还原硝酸盐、亚硝酸盐、铁氧化物和硫代硫酸钠。可利用D_半乳糖、D_葡萄糖、蔗糖、丙酸钠、L_亮氨酸等多种有机物为碳源。BIOLOG细菌自动鉴定系统鉴定结果表明该菌株应归属于希瓦菌属。 16SrDNA和gyrB基因序列分析结果表明 ,菌株D14与其亲缘关系最近的菌株ShewanellaputrefacienATCC80 71T的 16SrDNA序列相似值为97% (小于 97 7% ) ,gyrB基因序列相似值为 87% (小于 90 % )。菌体所含有的主要脂肪酸为iso_15 :0 ,16 :1ω7c ,15 :0和 16 :0 ,DNA中 (G +C)mol%含量为 4 9 3。结合菌株D14的生理生化特征和分子生物学特性 ,将菌株定为希瓦氏菌属的一个新种 ,命名为中国希瓦氏菌 (Shewanellacinica)D14 T。

细菌偶氮还原研究进展

细菌偶氮还原是在细菌偶氮还原酶作用下偶氮复合物分解为芳香氨的过程,多种细菌都具有偶氮还原功能.有氧条件下细菌的偶氮还原是在特异性的偶氮还原酶作用下完成的,对氧气不敏感.而厌氧菌和兼性厌氧菌的偶氮还原是在厌氧或兼性厌氧条件下由一些氧化还原中间体作为电子穿梭体与偶氮复合物作用的非特性的还原过程.电子穿梭体与偶氮复合物作用是一个纯化学氧化还原过程,其中偶氮复合物作为电子受体接受电子.厌氧偶氮还原是细菌偶氮还原的主要形式.偶氮还原在厌氧-好氧染料废水处理系统和偶氮水溶胶聚合物作为结肠靶向给药载体的研究中有重要应用.

分子检测技术对活性污泥中氨氧化细菌的比较研究

采用PCR扩增、随机克隆测序等技术 ,分析处理含高浓度氨氮的废水处理系统不同驯化时期的 4个活性污泥样品 ,对样品中氨氧化细菌 (AOB)的种类和氨单加氧酶 (AMO)的活性进行分析比较 ,并在国内首次采用PCR 变性梯度凝胶电泳 (DGGE)相结合的技术对样品中总的细菌类群的差异进行研究。结果表明所检测到的氨氧化细菌优势菌群均属于变形细菌的β亚类 ,与Nitrosomonassp .具有较高的相似性。活性污泥驯化成熟后 ,废水处理系统中AMO的活性有明显提高 ,活性污泥中的细菌类群更加集中 ,优势菌群相对稳定 ,系统对废水的处理效率也相应提高。结果表明采用分子检测技术有利于更全面地了解AOB的类群和功能 ,进而改善废水处理系统的处理效果。

处理印染废水的厌氧折流板反应器中的微生物种群组成及分布规律

设计出一个由12个隔室组成的厌氧折流板反应器(ABR),并将其应用于高浓度、高色度的印染废水生物处理,取得了良好效果。研究着重考察该反应器在处理印染废水过程中不同隔室的微生物种群构成,并分析与印染废水处理效率密切相关的具有脱色功能和苯胺降解功能的两类细菌的分布规律。结果表明,在处理印染废水的ABR反应器中,可培养的优势菌群以芽孢杆菌属(Bacillus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、丛毛单胞菌属(Comamonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和水螺菌属(Aquaspirillum)为主,且在ABR的前段、中段及后段隔室中不同种类的优势菌群存在数量差异;好氧及兼性厌氧优势菌群的数量随着废水在ABR隔室中的折流前进而逐渐减少;厌氧微生物的数量变化规律则是先增多,后减少;产甲烷活性在前段隔室中相对较低,后段隔室则相对较高。脱色菌在ABR的前段隔室中分布相对较多,后段隔室中分布相对较少;苯胺降解菌则呈现出在前段隔室中分布相对较少,后段隔室中分布相对较多的规律,这两类功能菌的分布与ABR不同隔室中色度下降、苯胺产生和消减之间密切相关。

细菌脱色酶TpmD对三苯基甲烷类染料脱色的酶学特性研究

从嗜水气单胞菌DN322中分离纯化出能够对三苯基甲烷类染料结晶紫、碱性品红、灿烂绿及孔雀绿进行有效脱色的脱色酶，命名为TpmD。该酶的亚基分子量为29．4kDa，等电点为5．6。该酶催化上述4种三苯基甲烷类染料脱色反应的适合温度为40～60℃，适合pH范围为5．5～9．0。动力学参数测定结果显示TpmD对结晶紫、碱性品红、灿烂绿及孔雀绿的Km值分别为24．3、40．6、54．2、68．5μmol^-1·L^-1，Vmax值分别为19．6、74．1、82．8、115．6μmol^-1·L^-1。结晶紫为该酶的最适反应底物。TpmD催化的脱色反应依懒于NADH／NADPH及分子氧的存在，显示该酶属于NADH／NADPH依赖型的氧化酶类。这是国内外首次关于细菌中三苯基甲烷类染料脱色酶酶学性质的描述。

2株苯胺降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

从处理印染废水的活性污泥中分离得到2株苯胺降解菌,从菌落、细胞形态、生理生化及16S rRNA基因扩增测序等方面对2株菌进行了鉴定,并比较分析2株菌在好氧与缺氧条件下的苯胺降解、偶氮染料脱色及苯胺脱氨氧化酶基因tdnQ和黄素还原酶基因(fre)的携带情况.结果表明,2株菌属于Pseudomonas属和Shewanella属,分别命名为Pseudomonassp.AN30和Shewanellasp.DN425.AN30菌株在振荡好氧条件下72h内对250mg/L苯胺的降解率为96.1%,DN425菌株的降解率为13.8%;在静置缺氧条件下AN30菌株的苯胺降解率为39.6%,DN425菌株的降解率仅为8.6%.DN425菌株在静置缺氧条件下4h内可将初始浓度为50 mg/L的偶氮染料酸性大红彻底脱色,而AN30菌株对酸性大红不具有脱色能力.以总DNA为模板,分别用tdnQ基因和fre基因特异性引物进行扩增,2株菌均能扩增出大小分别为380bp和630bp左右的目标条带,显示2菌株均携带有苯胺脱氨氧化酶基因和黄素还原酶基因.

ABR结合SBR法处理印染废水的研究

采用实验室规模的厌氧折流板反应器(ABR)与序批式活性污泥曝气反应器(SBR)结合工艺处理印染废水.通过对ABR-SBR处理系统工艺条件的试验,在ABR段HRT为24～36 h,污泥负荷为0.43～2.46 kg COD/(m3·d),进水pH值为6.5～8.0,温度20℃～35℃;SBR段的溶解氧为2 mg/L,曝气时间为3～10 h,沉淀时间为2 h的条件下,经处理的印染工业废水COD、色度和苯胺去除率分别为32%～95%、89%～99%和50%～98%,其COD为30.0～97.1 mg/L,色度为8～40倍,苯胺浓度为0.20～0.95mg/L,达到了国家一级排放标准.

染料的生物降解研究

生物降解法是染料污染治理的重要方法。针对目前使用量较大的偶氮染料、三苯基甲烷染料和蒽醌染料这3大类染料,重点介绍了厌氧和好氧条件下的偶氮还原及其机理、三苯基甲烷染料降解菌和蒽醌染料降解菌的研究进展。

DG-DGGE分析除臭生物滤池微生物多样性

以细菌的通用引物PCR扩增16SrRNA基因的V3可变区,结合应用双梯度变性梯度凝胶电泳(DGDGGE)技术分析除臭生物滤池中不同空间层次的微生物种群的基因多样性,以及富集前后的微生物种群结构变化,初步了解可培养细菌的情况,并回收主要的DNA片段进行序列分析.结果表明,在滤池的不同层次上呈现出明显的空间分布多样性差异,并且培养前后及不同培养基富集培养的微生物种群的多样性及特异性有很大的差别.序列比对显示,硫氧化细菌在除臭过程中占有优势地位,为进一步的菌种分离提供有益的指导,也为更好地处理恶臭气体提供可靠的科学支持.

生物滤池处理生活垃圾恶臭

采用植物纤维性材料作为生物滤池滤料,接种人工培养的芽孢杆菌、酵母菌等14种不同的微生物。以NH3、H2S为检测指标,研究生物滤池脱除生活垃圾恶臭的可行性及其工艺,分析气体流量、进气总量和洗气装置对恶臭气体去除率的影响。实验表明在维持一定恶臭气体进气浓度,气体流量Q≤48m3/h的情况下,生物滤池对恶臭气体具有较高的去除率;对滤料中微生物的分析表明,酵母菌、乳酸菌是生活垃圾脱臭的主要功能菌。

脱色希瓦氏菌（Shewanella decolorationis）S12^T的脱色特性

从印染废水活性污泥中分离到一株高效染料脱色菌,经鉴定该菌株为希瓦氏菌属的一个新种,命名为脱色希瓦氏菌(Shewanelladecolorationis)S12T。该菌株在偶氮染料浓度为50mg/L的培养基中培养4h后,染料去除率达到96%,对偶氮染料的最高脱色浓度达到2000mg/L。在浓度为500mg/L的偶氮染料平板上生长4d后,可观察到明显的脱色圈。全波长光谱扫描的结果表明希瓦氏菌S12T以生物降解的方式对偶氮染料进行脱色。希瓦氏菌S12T的脱色酶为组成型的胞内酶。

厌氧条件下希瓦氏菌腐殖质还原对偶氮还原的影响

以希瓦氏菌属的3个代表种为研究对象，研究了在厌氧条件下腐殖质的存在对偶氮还原的影响。实验结果表明：3个代表菌株在厌氧条件下都有高效的偶氮还原和腐殖质还原功能，1mmol／L偶氮染料在24h内完全脱色，并且偶氮还原与电子供体氧化存在着紧密的偶联关系。腐殖质物质模式物2-磺酸蒽醌AQS在小于1。2mmol／L条件下能显著加速偶氮还原，12h就完全脱色，3mmol／L时18h完全脱色。但当浓度大于3mmol／L时则对偶氮还原产生明显抑制作用。另一腐殖质模式物2，6-双磺酸蒽醌AQDS其浓度在1—3mmol／L以内亦使脱色在12h内完成，4—6mmol／L时15h左右完成脱色。7—12mmol／L仍有一定的脱色促进作用，但随着浓度的提高，其促进作用也逐渐减弱。这说明腐殖质的确可以作为氧化还原中间体穿梭于电子供体与染料的偶氮双键之间促进偶氮还原。但当其浓度达到某一阈值时它就显出与偶氮键竞争电子的本质，从而使偶氮还原速率下降。原因在于他们的氧化还原电势的差异，导致细菌呼吸链的电子递体对腐殖质物质和偶氮键的亲和力不同，从而使不同腐殖质浓度对偶氮键还原产生了不同的影响。

中国希瓦氏菌D14^T的厌氧腐殖质呼吸

实验证明,希瓦氏菌新种(ShewanellacinicaD14T)在厌氧条件下可以利用多种有机酸盐和甲苯等环境有毒污染物作为电子供体,以腐殖质作为唯一末端电子受体进行厌氧呼吸(即醌呼吸)。电子在细胞膜呼吸链的传递过程中,偶联能量的产生来支持菌体的生长,1mmol/LAQDS可支持细胞增殖约60倍。电子供体的氧化和唯一电子受体腐殖质还原之间存在着动态的偶联过程,随着电子供体量的增加腐殖质还原的量也随之增加。典型呼吸链抑制剂诸如:抑制Fe-S中心的Cu2+,甲基萘醌类似物标桩菌素,抑制甲基萘醌氧化型向还原型转化的双香豆素和细胞色素P450的专一抑制物甲吡酮等对腐殖质的还原有着极为显著的抑制作用,为进一步证明希瓦氏菌(Shewanellacinica)D14T可利用腐殖质进行厌氧呼吸提供了有力的佐证。而D14T在进行腐殖质呼吸的同时,对于甲苯,苯胺等环境有毒物质的有效降解则具有着重要的环境学意义。

不同pH条件下除臭生物滤池微生物种群结构的分子生态分析

采用分子生物学方法研究生物滤池中不同pH环境下的微生物种群的基因多样性,通过扩增细菌16SrRNA基因的V3可变区,结合应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析除臭生物滤池的生物种群的结构变化,并回收主要的DNA片段,采用PCR测序及T载体克隆测序,明确优势菌群的系统发育地位。结果表明,除臭生物滤池在不同的pH条件下,微生物的多样性及其丰度存在较大差别,强酸性对微生物具有较高的选择作用,与中性条件相比,微生物种群多样性相对较低。同时在滤池的不同层次上也表现出明显的空间分布多样性差异,序列比对显示硫氧化细菌在除臭过程中占有优势地位。为更好的处理恶臭气体提供可靠的科学依据。

一株茶碱降解菌的分离和鉴定

从制药废水生物处理系统的活性污泥中经富集分离到一株能以茶碱作为唯一碳、氮源生长的茶碱降解菌Tcn3 ,该菌株可以利用茶碱的最高浓度为 3 0 0 0mg L。当茶碱浓度为1 0 0 0mg L时被彻底降解的时间仅需 48h。Tcn3菌株降解茶碱的最适pH为 8 0。K+ 是该菌株降解茶碱的必需元素。采用 1 6SrDNA序列分析法及传统的生理生化特征鉴定法对该菌株进行鉴定 ,结果表明 ,Tcn3的 1 6SrDNA的核苷酸序列与善变副球菌 (Paracoccusversutus)ATCC2 5 3 6 4的同源性为 99 7% ,在细菌系统发育分类学上属于变形菌α亚类 ,Rhodobacter组 :副球菌属 。

生物技术在微污染景观水处理中的应用

利用生物砂和多孔活性材料作为载体与滤料,投入硝化细菌和相容的复合菌群,构成小试规模的循环式过滤装置,模拟自然水体的生态净化系统,观察微污染的景观水中NH3-N,NO-2 -N,有机物,色度等等的去除效果。经长期运行测试表明,系统对 NH3-N去除率达99%, NO-2 -N 的去除率达 87%,对COD,浊度,都能较好地保持在较低水平。并使 DO、pH稳定在适合水生生物生长的范围。

细菌脱色酶TpmD的酶学特性研究

从嗜水气单胞菌DN322中分离纯化出能够对三苯基甲烷类染料结晶紫、碱性品红、灿烂绿及孔雀绿进行高效脱色的脱色酶,命名为TpmD。在测定TpmD分子量、等电点及对不同三苯基甲烷染料脱色的动力学参数、脱色过程对分子氧及NADH/NADPH具有依赖性的基础上,又进一步从黄素FAD/FMN对酶活力的影响、酶抑制剂、酶蛋白N-末端测序及酶溶液的特征吸收光谱等方面对TpmD的酶学本质进行了分析。结果表明,TpmD不含核黄素,其脱色活性也不因加入FAD或FMN而提高。TpmD的N-末端氨基酸序列与多种氧化还原酶具有同源性。甲吡酮及维生素C(Vc)对TpmD的脱色活性具有明显的抑制作用。TpmD酶蛋白的溶液在408nm处有一特征吸收峰,但在连二亚硫酸钠的还原条件下通入CO气体后,该酶却不具有P450酶在450nm处的特征吸收峰。上述结果显示脱色酶TpmD是一种新的氧化酶。

脱色希瓦氏菌S12的铁还原性能研究

从印染废水中分离得到了一株具有染料脱色功能的希瓦氏菌脱色新种。该菌能在厌氧条件下利用Fe3+作为末端电子受体获得能量,支持细胞生长。在pH8．0,温度30℃,柠檬酸铁800mg／L,乳酸钠2g／L,酵母抽提物0．5g／L的条件下,培养8h的过程中,菌体细胞量的增长完全与Fe3+的还原发展趋向一致。同时考察了碳氮源、乳酸钠、酵母抽提物、pH值和温度等方面对该菌株的生长和铁还原特性的影响。结果表明,菌体生长以LB为最好,以葡萄糖和乳酸钠为碳源时对铁还原有利。在酵母抽提物浓度4g／L范围内,菌体生长量和铁还原率随着酵母抽提物浓度的提高而提高。当乳酸钠为6g／L时,S12菌体生长量和铁还原率达到最佳。柠檬酸铁浓度为800mg／L时菌体生长量和铁还原率最高。在起始pH6～8的范围内,菌株S12的生长随着pH升高而升高,这也是菌株S12进行铁还原的最佳pH范围。菌株S12在温度范围20℃-40℃内均可生长和进行铁还原,而以30℃时最佳。

利用生物填充塔处理生活污水厂臭气的研究

通过对城市生活污水厂逸出臭气所进行的净化治理的中试研究 ,考察了生物填充塔在不同条件下的运行性能 ,探讨了pH的变化对生物填充塔的影响以及填充塔内微生物的分布与恶臭气体去除的关系。结果表明 ,接种脱臭微生物菌群的生物填充塔在合适的工艺条件下能有效地去除生活污水厂臭气中的主要成份—硫化氢 ,同时能耐受一定负荷冲击 ,并且能在酸性条件下稳定运行。