耐冷四环素降解菌筛选及其在低温猪粪四环素降解中的初步应用

四环素是畜牧业常用抗生素,其广谱性和难以代谢性导致药物普遍残留在畜禽粪便中。于严寒地区生产四环素兽药厂采集排污口污泥,采用富集筛选方法分离到1株四环素降解细菌。根据菌株显微形态特性、生理生化特征及分子生物学鉴定,将该菌株鉴定为Serratia sp.ZS-8。在10℃条件下,将其置于以四环素(50 mg·L^(-1))为唯一碳源的无机盐培养基中,培养7 d后,四环素降解率可达63.9%(降解速率0.190 mg·L^(-1)·h^(-1))。通过PlackettBurman(PB)设计筛选影响四环素降解的主要因素,再通过Box-Behnken Design优化主要因素,得到最佳降解条件为:温度18.0℃、pH 7.0、底物浓度50 mg·L^(-1),接种量4.4%。最佳降解率达到65.2%,较未优化前提高2.03%。在环境温度为10℃条件下,将该菌株接种至猪粪中,30 d猪粪中四环素残留量由11.4 mg·kg^(-1)降低至3.84 mg·kg^(-1),降解率为64.5%,显著高于对照组(22.9%)。

1株四环素降解菌的分离鉴定及降解特性研究

应用微生物降解四环素具有经济有效和环境友好特点,已成为当前研究的热点。采用选择性培养基,从鸡粪中分离出1株能以四环素作为唯一碳源生长的菌株TC-1,培养7 d降解率为56.2%,初步鉴定为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)。从碳氮源组合、培养基初始pH、Na Cl浓度和装液量四方面研究了TC-1降解四环素的特性。结果表明,TC-1在以葡萄糖和酵母粉为碳、氮源生长时效果最优,培养7 d时OD600达2.17;但最优降解率出现在蔗糖和大豆蛋白胨的碳氮源组合中,为46.8%。当培养基初始pH为7时,菌株TC-1生长最好,OD600为0.44,四环素降解率为92.3%。当培养基中Na Cl浓度达15 g/L时,TC-1生长受到抑制,降解率仅为28.6%;培养基装液量为40%时降解率最高,为56.2%。

一株高效四环素降解菌的分离鉴定及其降解性能研究

四环素类抗生素在畜牧养殖业中广泛使用,但其结构复杂,难降解,容易在水环境中积蓄,进而对生态环境产生深远影响,许多国家已将抗生素污染列为重要的环境问题展开了相关的基础研究。近年来利用微生物降解环境中的抗生素污染物成为研究热点。采用选择性培养基,从某制药厂排污口的水样中分离筛选到1株具有较高降解四环素能力的菌株4002,经形态观察、生理生化测定和16S r DNA序列分析,将该菌初步鉴定为Advenella sp.。从p H、溶氧量、无机盐等方面对菌株降解四环素的性能进行研究。结果表明,该菌株降解四环素的适宜p H为7.0,在有氧条件下,30℃,150 r/min振荡培养6 d,可使初始浓度为50μg/m L四环素降解率达57.8%。无机盐对降解率有显著影响,添加Fe SO4和Mn SO4对四环素降解有促进作用,Mg SO4影响不大,Ca SO4则有抑制作用。在培养至第8天时,培养液经HPLC检测显示6.022 min处出现新的吸收峰,推测为降解产物。

四环素降解菌的筛选及其降解特性研究

四环素具有残留量较高、危害性较强等问题。为了解决养殖场粪便中残留的四环素,试验以养殖场新鲜粪便为菌源样品,通过梯度选择及液相定量检测进行降解四环素菌株的筛选,对得到的菌株进行种属鉴定,然后考察pH值、无机盐、处理时间、菌量和溶氧等因素对其降解能力的影响。结果显示:通过筛选得到降解菌株N2-13,其对四环素的降解率达73.88%;经过形态鉴定、生理生化试验和16S rDNA序列分析,该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);该菌株在pH值7.0、装液量100 mL/250 mL、添加0.03%FeSO4、接种量2%、37℃培养3 d条件下降解率最高,达到97.27%;堆肥试验表明,添加N2-13降解菌后,四环素降解率达到94.51%。说明该菌株具有较好的应用潜力。研究扩大了四环素微生物降解的菌种资源,并为该菌株的实际应用提供参考。

四环素降解细菌菌群的富集驯化及特性研究

为明晰四环素降解细菌菌群的生长特性及对盐酸四环素在不同培养条件下的降解效率,以猪粪为选菌材料,在基础无机盐培养基中(MM)加入初始浓度为50 mg/L的盐酸四环素依次富集驯化、传代培养直至盐酸四环素的浓度为300 mg/L,经过40代的富集培养,细菌群组成达到稳定,生长特性试验结果表明:细菌群落的最佳培养时间为30 h,此时D600 nm值达到最大,为2.56;细菌群落生长的最适温度为30℃,此时D600 nm值较20℃、25℃、35℃、40℃处理分别提高65%、19%、6%、51%,且各处理之间差异显著(P<0.05);细菌群落在不同的pH梯度(6、7、8、9)下各处理之间差异显著(P<0.05),最适宜pH为7,较pH为8和9时D600 nm值分别提高5%和12%,pH为6时明显抑制菌群的繁殖。降解特性测定结果发现,细菌群落在30℃、初始pH为7、培养7 d时接种量(1%、2%、3%)对降解特性的影响差异不显著(P>0.05),碳源的添加会降低菌群对四环素的降解能力。

铁氮生物炭的制备及催化过一硫酸盐(PMS)降解水体中四环素

本文以水稻秸秆为对象,六水合氯化铁和尿素为改性剂,在700℃热解制备成铁氮改性秸秆生物炭(Fe-N-RSBC),同时制备原状生物炭(RSBC)作为对照.采用SEM、TEM、EA、BET、XRD、FTIR、Raman、XPS和VSM对生物炭的理化性质进行全面的表征.研究铁氮改性生物炭催化过一硫酸盐(PMS)降解水体中的四环素(TC),考察溶液pH、固液比、PMS量、TC浓度和阴离子类型的影响.采用淬灭实验和EPR测定揭示Fe-N-RSBC催化PMS降解TC的微观机制.研究结果表明,铁氮共改性使得生物炭具有更大的比表面积和孔体积、更多微孔体积,赋予更丰富的官能团,并引入磁性组分,但破坏了部分石墨碳结构.Fe-N-RSBC可以有效的活化PMS降解溶液中的TC.在吸附/降解体系中,150 min内,Fe-N-RSBC/PMS对TC的去除率可达87%(四环素浓度为50 mg∙L^(-1),固液比0.2 g∙L^(−1),PMS(浓度为1 mmol·L^(−1))添加量0.2 mL,溶液pH=7),降解效果与pH、PMS量、催化剂量、TC初始浓度和阴离子类型有关.Fe-N-RSBC催化PMS降解TC的机理是包括自由基路径和非自由基路径,其中1O2非自由基作用占据主导地位.因此,铁氮生物炭有作为催化剂降解废水中四环素的潜力.

O-ZnIn_(2)S_(4)/BP光催化剂的制备及降解四环素研究

抗生素的过量使用以及随意排放,对水环境造成了严重的污染.光催化降解技术是一种经济有效的处理抗生素废水的方法,高效光催化材料的设计合成是该技术实现实际应用的关键.层状ZnIn_(2)S_(4)(ZIS)作为典型的阳离子合金半导体,不仅具有较窄的带隙,能有效吸收可见光,而且还拥有较高的平带电势和稳定的化学性质,使其成为了一种很具应用前景的可见光催化材料.然而ZIS材料光生载流子分离效率低还无法实现实际应用.本文通过温和的两步法将氧掺杂的ZnIn_(2)S_(4)(O-ZIS)和黑磷(BP)纳米片进行复合,提高ZIS的光生载流子分离效率.结果表明,在可见光照射下,复合催化剂O-ZIS;BP能高效降解四环素(TC),在BP最佳复合量(0.5%)时,光照20 min,TC降解率达到90%,矿化率达到64.5%.BP的复合能显著增强光电流响应、电子迁移速率.·O_(2)^(-)和·OH自由基在O-ZIS;BP光催化降解TC反应过程中起到主要作用.该研究将为开发二维纳米片复合光催化剂及其在环境修复领域的应用提供新的思路.

一株四环素高效降解菌的分离及降解特性

四环素类抗生素在养殖业中广泛使用引起药物残留,给环境及人类健康带来了深远影响。从利用四环素类抗生素作为饲料添加剂的养猪厂底泥中,筛选获得一株能够高效降解四环素的细菌XY-1,经革兰氏染色、形态学观察、生理生化及16S rDNA序列分析等,确定该菌株属于拉乌尔菌属,命名为Raoultella sp.XY-1。采用高效液相色谱(HPLC)测定了菌株XY-1对四环素的降解能力,结果表明,该菌株最佳降解条件是温度为25℃,初始pH值为7.0,在此最佳条件下,XY-1在第8天时生长量最大且四环素降解率最高达到70.68%。对XY-1的四环素耐药基因进行了初步探究,首次在该菌株中检测到两种四环素耐药基因tet(D)和tet(E)。

碳化聚苯胺基纳米管材料制备及其吸附降解四环素废水性能评价

以苯胺为原料,均苯四甲酸为有机酸掺杂剂,采用过硫酸铵引发,通过低温水浴聚合方式制备了纳米管状聚苯胺高分子材料,并将其高温碳化。材料经过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气-吸脱附(BET)等表征,表明了材料在经过高温碳化后仍保持其原有的纳米管状结构。随着碳化温度的升高,纳米管壁厚尺寸逐渐减小,管壁由粗糙向光滑程度转变,且比表面积逐渐增大。此外,将碳化材料应用于吸附降解四环素废水,表现出良好的吸附降解能力。

蚯蚓过腹处理对污泥中四环素降解及大量营养元素赋存的影响

针对污泥中大量抗生素残留对环境的威胁和污泥资源化利用的瓶颈等问题,采用微宇宙实验手段研究了蚯蚓过腹处理污泥过程中四环素的降解特征和污泥蚓粪中大量营养元素的赋存特征。结果表明,污泥中的四环素降解率与处理时间呈正相关关系;室温静置32 d后,污泥中9%~11%的四环素发生降解。蚯蚓过腹处理下,污泥中四环素浓度与四环素降解率呈负相关关系,随着污泥中四环素浓度的增加,四环素降解率逐渐降低,蚯蚓过腹处理32 d后,污泥中四环素的降解率提升了45%~64%。蚯蚓过腹形成的污泥蚓粪中总氮和有机质含量显著减低,而铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾和总钾含量以及pH和电导率均显著升高;随着污泥中四环素浓度的增加,污泥蚓粪中总氮和氨氮含量以及pH和电导率呈显著降低趋势;污泥蚓粪中铵态氮和硝态氮含量、pH和电导率与四环素降解率均呈正相关关系。蚯蚓过腹处理能够显著提升污泥中四环素的降解率及污泥蚓粪中速效氮磷钾的含量。

BiVO_4/PMMA复合材料的制备及其对盐酸四环素废水的降解研究

以甲基丙烯酸甲酯、硝酸铋、偏钒酸氨为原料,采用溶胶-凝胶法制备BiVO_4/PMMA复合材料。通过扫描电镜和红外光谱法对BiVO_4/PMMA复合材料进行表征,并对以盐酸四环素作为目标的抗生素废水进行光降解效率研究。结果表明,BiVO_4很好地负载到PMMA的表面,当盐酸四环素的初始浓度为20 mg/L时,去除率达到98.31%。

Ni离子掺杂改性MoS_(2)及其光催化降解四环素的性能研究

采用水热法制备MoS_(2)及Ni-MoS_(2)光催化材料。利用XRD、SEM、UV-Vis、XPS等进行形貌、晶型结构、组成及性质等表征。用300 W的氙灯作为光源,模拟太阳光照射样品,测试Ni-MoS_(2)降解四环素的光催化性能。结果表明,3%Ni-MoS_(2)的光催化性能最佳,反应90 min,对四环素的降解率为67.1%,光催化活性提高是由于镍过渡金属离子的掺杂使得MoS_(2)的禁带宽度减小,提高对可见光的利用率及有效的抑制了光生载流子的复合。

两株四环素降解菌的分离鉴定及降解条件优化

为发掘四环素高效降解菌株,本研究从以四环素为唯一生长碳源的养鸡场粪便堆肥样品中分离筛选到2株四环素降解菌TC-04和TC-09,并通过形态特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析,对其进行鉴定。采用单因素试验分别探究不同碳源、氮源、微量元素这3个培养基成分和培养时间、接种量和装液量这3个培养条件对两株菌降解四环素的影响。基于单因素试验结果,通过响应面优化培养基成分,拟合得到二次多项回归模型,确定了降解四环素的最佳培养基成分。经鉴定,菌株TC-04为尼泊尔鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis nepalensis),TC-09为京畿大学鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium kyonggiense);TC-04在无机盐培养基(MM)中添加1.5 g/L蔗糖、0.8 g/L蛋白胨和0.3 g/L MnSO_(4)时对四环素的降解率最高,TC-09在MM中添加1.3 g/L葡萄糖、1.2 g/L牛肉膏、0.2 g/L FeSO_(4)时对四环素的降解率最高,预测TC-04和TC-09对四环素的降解率分别为74.29%和86.65%,实际值为74.86%和85.72%;单因素试验结果表明,菌株TC-04和TC-09分别在接种量为2%和1%、装液量为20~60 mL/250 mL、培养6 d时,四环素的降解率最高。本研究获得的2株四环素降解菌,可为环境中残留的四环素降解提供优质微生物种质资源和理论依据。

磁性纳米催化剂活化过硫酸盐降解四环素的研究

过硫酸盐(PDS,S_(2)O^(2-)_(8))在特定条件下能对大部分有机物产生降解作用,但在均相体系中金属离子极易被氧化或者产生沉淀导致利用率降低等问题。为探讨PDS,S_(2)O^(2-)_(8)对工业废水中盐酸四环素(Tetracycline Hydrochloride,TCH)的降解效果与最佳条件,采用磁化纳米催化剂CoFe_(2)O_(4)对PDS,S_(2)O^(2-)_(8)进行活化,重点揭示固相催化剂CoFe_(2)O_(4)在PDS,S_(2)O^(2-)_(8)体系的催化氧化机理、最佳反应条件与稳定性。实验结果表明,CoFe_(2)O_(4)催化剂能够对PDS,S_(2)O^(2-)_(8)起到较好的活化作用,具体表现为在20℃,pH=3的条件下,PDS/CoFe_(2)O_(4)体系中TCH的清除率能够达到81.0%,且经过10次循环利用,CoFe_(2)O_(4)催化剂依然能保持与初始状态基本相似的催化活性与结构稳定性,同时也为磁性纳米活化PDS,S_(2)O^(2-)_(8)处理工业废水实际应用提供指导。

一株同时降解4种四环素类抗生素降解菌的筛选及降解特性

选取土霉素、四环素、金霉素及强力霉素作为目标污染物,采用富集驯化法从宁夏回族自治区某药厂的活性污泥中筛选出一株可同时降解这4种四环素类抗生素的降解菌TCs-2.经形态、生理生化特征及16S rDNA分析,初步鉴定为潘多拉菌属(Pandoraea sp.),进而研究该菌株的生长曲线呈S型增长,最后通过单因素试验研究了不同环境(pH、温度、降解时间)对该菌株降解特性的影响,同时考察该菌株对人工污染土壤中四环素类抗生素的降解效果.结果表明,降解的最佳pH值为6,对土霉素、四环素、金霉素及强力霉素的降解率分别为85.00%、44.58、57.63%、43.87%;最佳温度为30℃,对土霉素、四环素、金霉素及强力霉素的降解率分别为89.39%、42.78%、56.10%、32.20%;降解时间对四环素类抗生素的降解效果影响较小,11 d时土霉素、四环素、金霉素及强力霉素的降解率分别可达87.62%、42.63%、47.30%、37.96%;人工污染土壤不投放菌株和投加菌株试验结果为,在不添加菌悬液的土壤中,21 d时未灭菌土壤中土霉素、四环素、金霉素及强力霉素的降解率高于灭菌土壤,土著微生物能降解土壤中微量的四环素类抗生素;在添加菌液的土壤中,21 d时未灭菌土壤中土霉素、四环素、金霉素及强力霉素的降解率分别为70.50%、56.38%、57.55%、22.18%,灭菌土壤中土霉素、四环素、金霉素及强力霉素的降解率分别为60.38%、47.89%、55.29%、31.15%,均高于不添加菌悬液未灭菌或灭菌土壤中土霉素、四环素、金霉素及强力霉素的降解率,菌株TCs-2对土壤中土霉素、四环素、金霉素及强力霉素的4种四环素类抗生素具有较为高效的降解能力.

Mg/O共同修饰无定形氮化碳的独特电子结构增强光催化对四环素盐酸盐的降解（英文）

近年来,光催化技术被广泛应用于环境和能源领域.其中,g-C_3N_4因化学稳定性和热稳定性好、能带结构易调控而成为一种有前景的可见光光催化剂.然而,g-C_3N_4的电子-空穴对易复合,导致其不能充分利用太阳光,光催化效率并不理想.本文通过实验与理论结合的方法设计并制备了具有独特电子结构的Mg/O共同修饰的无定形氮化碳(记为MgO-CN),以30mg/L的四环素盐酸溶液(TC)作为目标污染物评价了其光催化性能.经X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、N_2物理吸附、紫外-可见光谱等表征手段分析表明,MgO-CN样品(002)晶面的衍射峰强度随着MgO含量增加而减弱,CN趋向于无定形化.同时,MgO-CN样品的可见光吸收边带发生红移,呈现出更强的可见光吸收能力.此外,Mg原子和O原子共同修饰的独特电子结构可以通过C→O←Mg的电子传递路线在O原子周围产生局域电子,从而抑制电子-空穴的复合.光催化降解TC的实验结果表明,在可见光照射后,含有1.2 wt%MgO的复合样品MgO-CN-1.2具有最佳光催化活性,TC降解效率为82.0%,比g-C_3N_4的光催化效率(23.5%)高出58.5%,且光催化降解过程符合准一级动力学,MgO-CN-1.2的反应速率常数(0.01018 min^(–1))是g-C_3N_4(0.00205 min^(–1))的5倍.自由基捕获测试实验表明,g-C_3N_4和Mg O-CN-1.2样品均可以产生·O_2~–自由基和·OH自由基,但是Mg O-CN-1.2样品的·O_2~–和·OH信号更强.这是由于Mg O-CN-1.2样品可以吸收更大范围的可见光用于激发电子,同时结合理论计算证明,MgO-CN内部电子在O原子周围汇集,形成的电子定向传输通道对催化剂表面的电子-空穴复合有抑制作用,更加有利于电子的迁移而诱导O_2生成·O_2~–.由于Mg O-CN-1.2和g-C_3N_4的价带位置分别位于1.47和1.60 eV,此价带上的h^+不能与H_2O和OH~–直接反应生成·OH,而是由生成的·O_2~–再与H^+和e~–按照O_2→·O_2→H_2O_2→·OH的反应途径生成·OH.本文最后分析,MgO-CN复合物参与反应的主要活性物种为·O_2~–,·OH和h^+光催化降解污染物的反应机理.其中,·O_2~–对光催化降解TC的贡献最大,为最主要的活性物质.本文工作提供了一种新的策略来改变氮化碳的电子结构,对提高其催化性能具有积极意义.

复合光催化剂TS-1的制备及降解四环素的性能研究

基于水热合成法制备的纯硅分子筛Silicalite-1为载体,采用溶胶凝胶法制备了TiO2-Silicalite-1复合光催化剂,以降解率为对象考察了对四环素的光催化降解性能.用扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)等对复合光催化剂进行了表征.以四环素为模拟污染物,选择了在300 W氙灯的照射下,催化剂用量为0.5 mg/L时,探讨了TiO2-Silicalite-1光催化降解四环素的性能.实验结果表明,最优组合催化剂对四环素的降解率达87.3%.

暴露不同晶面的ZnO纳米催化剂的制备及光催化降解四环素和产氢性能研究

利用水热法成功地制备了暴露{110}和{001}晶面的ZnO纳米催化剂(ZnO-001和ZnO-110),并采用XRD、TEM、SEM等技术对其晶相结构和形貌进行了表征,同时对其光催化产氢和光催化降解盐酸四环素性能进行了进一步研究。光催化实验结果表明:ZnO-110比ZnO-001具有更优异的光催化产氢和光降解盐酸四环素性能。进一步通过荧光、瞬态光电流、羟基自由基等表征技术,探索了ZnO-110表现出较高催化活性的原因。

UiO-66/BiVO_(4)复合光催化剂的制备及其对四环素的光解

通过两步溶剂热法成功制备了UiO-66/BiVO_(4)复合光催化材料,考察其对四环素(TC)的光催化降解性能.在模拟可见光下,当锆(Zr):铋(Bi)物质的量投料比为2:1时,对TC的光解效果最好(85.8%).对TC的总去除率分别比纯UiO-66和纯BiVO_(4)提高27.1%和23.5%,降解速率是纯BiVO_(4)的47.9倍.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)等对所制备的纳米光催化剂进行结构、形貌、组成及光电性能表征分析.结果表明:UiO-66与BiVO_(4)紧密结合形成Ⅱ型异质结,复合材料性能的提升归因于比表面积的和光生载流子分离率的提升及孔隙结构的改善.

复合微生物对四环素胁迫下多花黑麦草苗期生长和生理特性的影响

为探究复合微生物菌剂对非生物胁迫下多花黑麦草(Lolium multiflorum)的作用效果,本试验以不同浓度(0,50,100,150 mg·L^(-1))四环素胁迫下多花黑麦草为研究材料,探讨四环素胁迫下添加复合微生物菌剂(MI)对多花黑麦草生长和生理特性的影响。结果表明:添加菌剂(MI)能够增加四环素胁迫下多花黑麦草幼苗根长芽长,增加叶绿素含量、株高根长及地上地下生物量,改善根尖细胞数量及形态,改善根系性状,增加抗氧化酶(SOD,POD及CAT)活性,降低细胞相对电导率及丙二醛(MDA)含量。因此,添加复合微生物强化了多花黑麦草对四环素的降解作用,菌剂对四环素胁迫下多花黑麦草的生长发育具有促进作用,并对四环素胁迫造成的细胞损伤具有修复作用,菌剂的添加提高了多花黑麦草的抗四环素胁迫能力。