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。

生物脱氮新技术在垃圾渗滤液工程化处理中的应用

针对渗滤液中高浓度氨氮的处理问题,采用厌氧折流板反应器(ABR)和复合生物膜(HBR)组合工艺对广州市大田山垃圾渗滤液生物处理系统进行改造.具体分析了工程改造后厌氧折流板反应器和复合生物膜反应器的氨氮处理效果及其微生物的状况.现场采用ABR-HBR组合生物脱氮工艺,通过合理控制HBR的溶解氧浓度,并将HBR出水以大比例回流到ABR,以促进部分硝化和厌氧氨氧化过程的发生.结果表明,在进水氨氮浓度高达336.24～685.09mg/L的条件下,启动60d后,ABR反应器成功地培养了厌氧颗粒污泥和厌氧氨氧化细菌,其平均氨氮去除率为34.9%.ABR反应器稳定运行30d后,HBR反应器中氨氧化细菌的数量(MPN)高达6.4×107个/mL,其平均氨氮去除率为95.1%.经组合工艺整体处理后,系统出水氨氮浓度稳定在25mg/L以下,总氮的去除率也高达80%以上.

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。

扑热息痛高效降解菌的选育及其生物强化效果

从制药厂废水生物处理系统活性污泥中经长期富集培养 ,分离、筛选得到 5株扑热息痛高效降解菌 .在扑热息痛浓度为 10 0 0mg L的选择性培养基中 ,菌株P1在摇床培养 2 0h后 ,细胞数达到 10 9 mL ,对扑热息痛的降解率达到 96 30 % .在生物降解性能预测实验中 ,菌株P1对含扑热息痛废水COD的去除率也明显高于其它来源的微生物 .为了实现降解菌的资源化应用 ,试验将所分离得的各扑热息痛降解菌制成混合菌液投加于处理含扑热息痛等多种复杂污染物废水的组合生物膜法和SBR法废水处理装置中 ,考察投菌量与生物强化效果的关系 ,结果发现 :在投菌量为处理系统有效容积的 0 2 0 % (V V) ,进水COD在 4 4 0 33— 10 36 77mg L之间波动时 ,生物强化效果显著 .

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。

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。

生物膜法和SBR法相结合处理难降解制药废水的研究

采用生物膜法和SBR法相结合的废水处理工艺处理含抗生素类等难降解的制药废水 ,对生物膜的耐冲击负荷能力、生物膜对进水可生化性的影响、生物膜对好氧SBR活性污泥性能的影响、pH对系统去除效果的影响等工艺条件进行研究 ,并通过与传统SBR处理工艺的对比试验 ,进一步揭示了生物膜法和SBR法相结合的处理工艺强的耐冲击负荷能力。

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 。

九株染料脱色菌的脱色特性及其质粒与基因分析

对9株染料脱色菌的脱色特性及其质粒的携带情况进行初步的研究,测定和比较了这9株细菌的16SrDNA序列,并对其进行分子鉴定和分类,经检测的9株细菌均属于肠杆菌科,其中脱色能力较广谱的5株细菌均未检测到质粒的存在,它们在系统分类地位上基本上聚为一类,与埃希氏菌属的大肠埃希氏菌具有较高的同源性。而另外4株脱色能力单一、仅对三苯基甲烷类染料有较强脱色能力的菌株除一株以外,其它3株均携带有大分子量的质粒,在系统分类地位上也基本聚为另一类。

中国希瓦氏菌D14^T的Fe（Ⅲ）还原特性及其影响因素

报道了中国希瓦氏菌D14 T 的Fe(Ⅲ)还原特性,研究了溶氧浓度、光照强度、温度、pH等条件对菌株Fe(Ⅲ)还原的影响。结果发现,随着培养基中Fe(Ⅲ)浓度的提高,菌株D14 T 的Fe(Ⅲ)还原速率相应降低;氧气和光照对Fe(Ⅲ)还原有一定的抑制作用;菌株还原Fe(Ⅲ)的最适反应温度为37℃;在反应起始pH6 0 - 10 0的条件下菌株可进行Fe(Ⅲ)还原。对不同形态Fe(Ⅲ)还原特性的研究结果表明,Fe(Ⅲ)的溶解度越高越有利于还原反应的进行。采用SDS和OGP这两种蛋白变性剂对Fe(Ⅲ)还原蛋白进行初步定位的结果表明,参与Fe(Ⅲ)还原的蛋白主要位于细胞可溶性外周蛋白。在同时含有偶氮染料和Fe(Ⅲ)的条件下,菌株D14 T 的偶氮染料脱色率和Fe(Ⅲ)

染料脱色菌的分子分类和有关基因与其脱色特性的关系

从印染废水处理系统中分离到12株具有不同脱色特性的细菌,比较分析这12株细菌的质粒携带情况、分子分类地位和黄素还原酶基因(fre)的拷贝数与其脱色特性之间的关系。结果发现,所分离到的这12株菌分别归属于希瓦氏菌属、克雷伯氏菌属、假单胞菌属、气单胞菌属和苍白杆菌属。具有较广谱脱色能力的细菌在系统进化树上基本聚为一类,分别归属于希瓦氏菌属和气单胞菌属,其质粒携带率也较低。fre基因在不同菌属中的基因型存在很大的差异,仅仅采用一套引物无法对不同菌属中的fre基因进行有效的扩增。

微生物厌氧呼吸与有机污染水体沉积物修复

水体沉积物有机污染是当前全球关注的重要环境问题。微生物具有呼吸和代谢多样性,能以多种污染物作为厌氧呼吸的电子供体或受体,与周围环境中的生物和非生物因素组成代谢网络耦合有机污染物降解转化,是有机污染水体沉积物修复的重要驱动者。本文重点综述了微生物厌氧呼吸、电子传递网络及其对有机污染水体沉积物的修复机制研究进展,并对有机污染水体沉积物微生物修复理论和技术研究的问题和挑战进行了探讨。

异化Fe(Ⅲ)还原及其在污染治理中的作用

细菌的异化Fe(Ⅲ)还原指以Fe(Ⅲ)为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程,在生物地球化学循环中起着重要的作用。系统综述了异化Fe(Ⅲ)还原细菌与多种代谢反应相耦联的Fe(Ⅲ)还原过程、还原不溶性Fe(Ⅲ)氧化物的机制,及其与Fe(Ⅲ)还原相关的分子生物学的研究进展。介绍了国内外有关Fe(Ⅲ)还原在环境污染治理中的研究现状及其发展趋势。

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.

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.

腐殖质在环境污染物生物降解中的作用研究进展

腐殖质物质在地球的生态环境中大量存在,它不仅可以在有毒化合物的生物降解和生物转化过程中起到氧化还原中间体的作用,加速有毒物质的降解和转化。也可以作为唯一末端电子受体,接受来自一些有机酸或者甲苯等环境中有毒物质提供的电子,偶联能量的产生,支持菌体的生长,形成一种新的细菌厌氧呼吸形式——腐殖质呼吸。因此,对腐殖质在环境有毒物质的生物降解和生物转化过程中的作用进行研究,不仅对于深入理解细菌呼吸的本质具有重要的理论意义,而且对于环境有毒物质的降解和转化以及元素的生物地球化学循环具有重要的生态学意义,同时对地球表面的有毒物质进行更有效的生物降解具有重要的现实意义。

微生物燃料电池构造研究进展

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)的研究在近几年获得了快速发展.产电微生物在厌氧条件下氧化底物释放电子和质子,电子通过导线传递给阴极,从而在外电路中形成电流,而质子通过质子交换膜进入阴极与电子和氧气结合生成水.微生物燃料电池的研究与应用开发涉及到从微生物、电化学到材料学和环境工程等科学领域的交叉,特别是废水处理能与微生物产电相结合的研究成果,使污水、污泥、垃圾等环境污染物的治理有可能成为生物质能源的生产过程,展示了微生物燃料电池的广泛应用前景.本文着重综述微生物燃料电池在构造上的进展,并介绍了其在水处理中的应用前景.

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。

土著微生物修复黑臭水体的生物技术研究

在分析底泥污染现状的基础上,综述了近年来国内外底泥的污染现状,介绍了土著微生物修复技术的概念,相关原理及底泥的污染类型与现状;讨论了刺激或抑制土著微生物菌群代谢活性的生物技术途径,利用底泥中土著微生物修复黑臭水体是恢复河涌健康的有效方法之一,今后将有良好的发展前景。