几种脲酶抑制剂对大豆脲酶和绵羊瘤胃微生物脲酶的抑制作用

本文研究了脲酶抑制剂乙酰氧肟酸 (AHA)、邻苯二酚、氢醌 (HQ)和硼砂对大豆脲酶和绵羊瘤胃微生物脲酶的抑制作用。结果表明 ,在浓度为 0 .0 0 0 1,0 .0 0 1,0 .0 1和 0 .1mmol/L时 ,4种脲酶抑制剂对大豆脲酶的抑制率分别为 :AHA为 6 % ,6 .2 % ,9.6 6 %和 2 9.79% ;HQ为 8.4 % ,13.0 3% ,19.79%和 4 4 .75 % ;邻苯二酚为 2 0 .34% ,19.12 % ,83.16 %和 93.78% ;而硼砂为 16 .5 5 % ,17.18% ,18.95 %和 35 .5 0 %。在相同浓度下 ,4种脲酶抑制剂对绵羊瘤胃微生物脲酶的抑制率分别为 :AHA为 9.5 8% ,14 .0 4 % ,4 1.30 %和 72 .73% ;HQ为 12 .2 1% ,39.99% ,6 4 .6 2 %和 78.87% ;邻苯二酚为 6 .0 7% ,9.36 % ,31.2 9%和 5 0 .4 4 % ;而硼砂分别为 4 .97% ,8.6 3% ,2 1.78%和 32 .0 2 %。

产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染的研究进展

产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染是近年重金属污染修复领域的新方向。为了解产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染的研究进展,总结了产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀固定稳定化环境中不同重金属的效率,阐述了产脲酶微生物固定稳定化不同重金属离子的机制,讨论了产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀固定稳定化重金属技术应用的局限性。产脲酶微生物通过利用肽聚糖、脂多糖、磷壁酸和胞外多糖等物质吸附重金属离子、借助细胞表面的-COOH、-OH、-CONH_(2)、-NH_(2)和-SH等官能团络合重金属离子和诱导方解石沉淀、白铅矿沉淀、Ca-Cr共沉淀和羟基磷酸石转化矿化固定重金属离子等途径达到修复重金属污染环境的目的。当前,产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染技术的应用仍受到NH4+积累、微生物活性受抑制和反应持续时间短等因素限制。今后需重视产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀过程环境因子的控制、产脲酶微生物固定化技术等领域的研究。

重金属离子对海洋微生物脲酶活性影响的研究

从南海海绵Dysidea avara中分离筛选得到一株产弱碱性脲酶菌株Bacillus atrophaeus C89,为探究其在海洋环境重金属离子检测中的应用,在人工海水体系中研究Hg^（2＋）、Cu^（2＋）、Pb^（2＋）和Cd^（2＋）四种重金属离子对脲酶活性的影响。研究发现四种重金属离子的浓度与脲酶抑制率呈显著的正相关性,当仅有单一重金属离子存在时,各重金属离子对脲酶活性的抑制效应顺次为Hg^（2＋）〉Cu^（2＋）〉Cd^（2＋）〉Pb^（2＋）;当有多种重金属离子同时存在时,联合抑制效应与抑制率较高的重金属离子接近,且不同组合存在不同的协同或拮抗效应,Hg^（2＋）、Cu^（2＋）、Cd^（2＋）呈现协同效应,而Pb^（2＋）表现出一定的拮抗效应。与刀豆脲酶对比发现,海洋微生物脲酶在p H和盐度等方面具有更高的耐受性,更适用于海洋环境重金属离子的检测。

产脲酶微生物诱导钙沉淀及其工程应用研究进展

产脲酶微生物诱导的碳酸钙沉淀是自然界生物矿化的重要组成部分,这一过程依靠微生物代谢产生的脲酶,高效催化尿素水解产生的碳酸根离子进而与钙离子形成碳酸钙沉淀.从产脲酶MICP矿化机理、微生物分布和工程应用三个方面,探讨了相应的最新进展,并对产脲酶MICP的进一步研究提出了思路和建议.MICP微生物属于氨化细菌的范畴,大都分布在厚壁菌门,然而在变形菌门、放线菌门和真菌界等亦发现了产脲酶菌,芽孢杆菌科的细菌是目前发现的具有前景的一类产脲酶微生物,如Bacillus和Sporosarcina属.产脲酶MICP在微生物建筑材料、土体性能的改善和重金属及放射性金属的治理方面有着广泛的应用前景.

土壤中产脲酶微生物分离及对重金属的固化

从苗圃土壤中分离具有产脲酶活性的细菌,对其进行鉴定,并利用其对镍、铜、铅、钴、锌和镉等重金属进行去除。结果表明,土壤中产脲酶微生物对镍、铜、铅、钴、锌和镉等重金属的去除率达88%~99%。土壤中微生物可以通过生物成矿作用,固化土壤和污水中的重金属。这些微生物可以在重金属生物修复中发挥重要作用。

P/O-丁酰基苯酚的土壤微生物生态效应

研究了p/o-丁酰基苯酚对土壤微生物活性的影响,结果表明:p/o-丁酰基苯酚在所设计的浓度下,对土壤呼吸作用、过氧化氢酶和脲酶活性没有显著影响。对土壤放线菌数量没有影响;对真菌数量影响不大;对细菌数量的影响则为先抑制,且随浓度增大抑制作用增强,后逐渐恢复稳定。

利用土著微生物处理焚烧飞灰及资源化初探

利用从自然界花坛土壤中筛选的土著脲酶微生物开展了微生物诱导碳酸盐沉淀作用(MICP)处理垃圾焚烧飞灰试验,通过颗粒级配、无侧限抗压强度、重金属浸出毒性测试对固化/稳定化效果进行了评价.结果表明,在土著微生物附著剑菌(Ensifer adhaerens)的MICP作用及飞灰火山灰性的共同作用下,飞灰固化、稳定化效果明显;在较优工况下,无侧限抗压强度可达205.2kPa,弹性模量可达200MPa,主要重金属元素Cd、Cr、Pb、Zn、Cu的浸出浓度满足《地表水环境质量标准》Ⅲ类要求.在此基础上,利用有限元软件ABAQUS分析了将固化飞灰用作道路路面和路基之间填料后,对沥青路面性能的影响.结果表明:在路面碎石基层与路基之间设置固化飞灰层,可有效降低沥青路面底部拉应变,延长疲劳寿命,有效减轻车辙损伤,可作为大量消纳飞灰的处理途径之一.

基于原生微生物MICP的土体加固试验研究

为研究原生微生物加固砂土的影响因素,进行了室内胶结试验。采用不同灌注方式和不同配比的溶液,对试样中原生脲酶微生物进行激活,待微生物分解尿素能力达到阈值后,鉴定试样中微生物种属并对其进行系统发育分析,然后开展微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)胶结试验。通过微生物浓度、尿素浓度来监测试样的生物化学变化,根据无侧限抗压强度(UCS)和扫描电子显微镜成像(SEM)来评估试样加固效果。试验结果表明:加固效果与胶结液的灌注方式、有机质浓度、尿素浓度关系密切,双向交替灌注有利于改善试样胶结的均匀程度,较高浓度的有机质(酵母提取物)对土体中微生物多样性产生不利影响,激活和胶结效果较差;使用0.35 mol/L尿素的试样残余尿素浓度较高,而使用0.20 mol/L尿素的试样中,尿素残余较少;此次研究中,采用双向交替灌注、1.0 g/L酵母提取物、0.20 mol/L尿素处理的试样,生成的碳酸钙晶体连接紧密,胶结程度较好,其UCS值达1.55 MPa。研究成果表明,使用一定配比的溶液,可激活土体中的原生微生物,达到加固土体的目的。

微生物诱导碳酸钙沉淀消除砂土液化的研究进展

消除砂土地基振动液化问题一直是岩土工程研究的重要课题。微生物岩土工程技术是一种新兴的土体加固技术,通过低压技术向砂土地基中注入菌液和诱导液,最终快速析出方解石晶体,进而改善土体的抗液化能力。基于微生物矿化机理,总结了消除饱和砂土地基振动液化的原理和技术,重点对消除砂土液化的微生物矿化技术及其相关研究进展进行了归纳。在实验室条件下,该技术与传统消除饱和砂土地基液化的技术相比,微生物矿化后砂柱的抗液化能力显著提高;在实现提高土体抗液化能力的同时,具备绿色环保的优势。目前,该技术处于理论研究和初步实践阶段,仍需结合工程实践验证其可行性。还存在砂土固化效能不均匀、高产脲酶微生物不易保藏等问题有待进一步开展系统深入的研究。

新型基质对生物膜微生物数量和酶活性的影响

为了探究新型人工基质能否对水体微环境起到改善作用,对同一河段中种植植物的新型人工基质、新型人工基质和石头基质上生物膜磷酸酶、脲酶和脱氢酶活性及微生物总数进行测定。结果表明,微生物数量在秋季最高,磷酸酶和脲酶活性在秋季最高,而脱氢酶活性夏季最高、秋季最低。在同一季节,3种酶活性都表现出种植植物的新型人工基质>新型人工基质>石头基质的趋势,微生物数量的变化趋势也与此一致。新型人工基质相对石头基质显著提高了生物膜上的微生物总数和磷酸酶、脲酶和脱氢酶活性。

1种产脲酶菌株的筛选及其去除水中Cd(Ⅱ)研究

为去除环境中的镉并形成稳定的矿物质,筛选分离出具有耐镉性能及除镉能力的产脲酶菌株,经鉴定为Lysinibacillus sp.(赖氨酸芽孢杆菌)。考察了其去除镉的条件,并进行反应前后菌液的表征。结果表明,初始pH为6.0、温度约30℃、细菌剂量为40 mL的条件下,对镉去除率可达60.13%。菌株中镉的去除机理主要包括静电吸附、细胞外聚合物作用和生物矿化作用。反应后系统中的酪氨酸和色氨酸含量明显升高,促进了Cd^(2+)的吸附和去除;细菌表面的沉积物增加,形成白色颗粒矿物,其可能是CdCO3,CdS和Cd(OH)_(2)。被去除的Cd^(2+)中,矿化率稳定在20%左右,吸附率最高可达45%左右,且在反应后期Cd^(2+)能从被吸附状态向更稳定的矿化态进行转化。该菌株具有良好的应用前景。

岩土材料微生物改性的基本方法综述

微生物成矿学的新进展——微生物诱导碳酸盐结晶,受到岩土工程和土木工程材料研究人员的高度重视。其中产脲酶微生物快速诱导大量碳酸盐结晶的过程更是近年研究的热点。与一般纯粹化学作用生成的碳酸钙不同,这种微生物诱导碳酸盐结晶的生成速度及材料强度可控,达到了土木工程应用中胶凝和封堵材料的基本标准,在一定条件下,可以替代水泥、石灰、环氧等传统材料。我国从事岩土工程和土木工程材料的研究人员也在最近十多年积极开展了该技术的研究工作,但多局限于技术应用层面上的研究,尚缺乏对微生物成矿学原理及其在土木工程材料环境中作用机理的深入工作。通过对国内外文献中岩土材料环境下几种典型的微生物成矿学原理的总结,以期促进该课题应用基础研究工作的进一步深入。

青海强盐渍粉砂土MICP的有效性探索

在极端环境中发现原生高产脲酶微生物并开展岩土体的固强研究,是岩土体微生物矿化研究的一个热点和难点。该文在青海柴达木地区的强盐渍土中发现一种新型原生高产脲酶微生物,在强盐环境中,试验该微生物的盐耐受性和矿化性能,开展被加固土体力学强度试验。结果表明:在强盐渍环境下,该新型微生物脲酶活性保持在3.02U~5.03U。在强盐渍粉砂土中进行微生物矿化试验,一周时间内,可以使盐渍粉砂土柱中的碳酸钙含量增加8.11%,碳酸钙主要以球霰石为主;土柱的孔隙率降低6.12%,孔径由4~40μm大孔隙为主,变为以0.4~4μm的中孔隙为主,孔径分布范围变小了65%~68%;土柱的基本力学强度指标值得到提升。研究表明:该新型原生高产脲酶微生物对青海强盐渍土环境具有良好的耐受性,经过对其矿化诱导,可以产生球霰石沉淀,并能有效地黏结盐渍土颗粒,实现对盐渍土固强的目的。研究提供了在强盐渍土中进行微生物提取和矿化固强的研究方法,为探索高盐极端环境岩土材料MICP的有效性,提供一种新思路。