纳米铁氧化物对Pelotomaculum schinkii培养系丙酸厌氧降解产甲烷的影响

微生物能利用导电材料进行电子传递,提高种间电子传递效率。铁基纳米导电物质可以加速土壤及厌氧消化系统中微生物间的种间电子传递,促进有机废弃物的产甲烷过程。前期获得了厌氧丙酸富集培养系,互营丙酸氧化菌(Pelotomaculum schinkii)在培养系中占优势,本研究考察了10~4000 mg/L纳米铁氧化物对丙酸降解产甲烷过程的作用及微生物的影响。结果表明,低浓度的铁基纳米材料对丙酸降解有一定的促进作用,而高浓度会抑制产甲烷。10~1000 mg/L纳米Fe_(3)O_(4)对产甲烷无明显影响,1500~4000 mg/L最大产甲烷速率抑制了26%~80%,延滞期增加了174%~222%;10~200 mg/L纳米Fe_(2)O_(3)使最大产甲烷速率提高了21%~29%,1500~4000 mg/L最大产甲烷速率抑制了48%~58%,延滞期增加了29%~85%。微生物群落解析结果表明,与对照相比,10~1000 mg/L纳米Fe_(2)O_(3)使P.schinkii相对丰度略有增加,而4000 mg/L纳米Fe_(3)O_(4)/Fe_(2)O_(3)使P.schinkii的相对丰度下降了70.7%和55.9%,说明高浓度纳米铁氧化物会抑制P.schinkii的活性,导致丙酸降解及产甲烷速率降低。

接种污泥和pH值对CMC-Na厌氧降解的影响及菌群解析

为揭示羧甲基纤维素钠(CMC-Na)的厌氧降解效率,本研究采用间歇培养方式考察了不同类型接种污泥和初始pH值对其厌氧降解的影响,并通过Illumina MiSeq测序揭示了主要功能微生物对初始pH值的响应特征.结果表明,在CMC-Na初始浓度为5g/L条件下,絮状污泥具有较强的水解、发酵产酸能力.但该系统的产氢产乙酸作用和产甲烷作用较差,导致甲烷产率仅为10.0mL/g CMC-Na.相反,颗粒污泥具有较高的甲烷发酵能力,甲烷产率达到了100.2mL/g CMC-Na.初始pH值对CMC-Na厌氧降解影响试验表明,初始pH 4.5和9.5对甲烷生成表现出明显的抑制作用,而在初始pH 7.5和8.5条件下,甲烷产率达到了最大值(123.4和123.2mL/g CMC-Na).Illumina MiSeq测序结果表明,不同初始pH值环境中的微生物组成存在显著差异.在初始pH 7.5条件下,Methanothrix和Methanobacterium为优势产甲烷菌,而Macellibacteroides,Petrimonas,Trichococcus,Anaerofilum和Brooklawnia为优势产酸发酵菌.当初始pH值为4.5和9.5时,Methanosarcina也成为优势产甲烷菌,且主要产酸发酵菌的相对丰度发生了明显变化.

典型药物与个人护理品(PPCPs)的厌氧降解转化研究进展

药物与个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)的污染和环境归趋问题备受关注。其中厌氧降解转化作为疏水性PPCPs在自然环境介质中的主要消解方式尤为重要。本文以典型PPCPs为例,分析了城市污水处理厌氧工艺对PPCPs的去除情况,主要包括污泥吸附和厌氧生物转化;总结了化学结构、微生物、碳源和氧化还原电位等多种因素对PPCPs厌氧降解转化效率的影响,其中氧化还原电位发挥重要作用,因其与氧化还原酶密切相关;同时,重点归纳了磺胺甲噁唑、苯并三唑和三氯生等3种典型PPCPs在不同氧化还原电位下的厌氧降解转化途径,并对PPCPs厌氧微生物降解的未来研究重点和发展方向进行展望:(1)强化PPCPs的有机质-厌氧微生物共代谢降解机制研究;(2)聚焦PPCPs厌氧降解菌群筛选及其功能研究;(3)深入开展厌氧降解菌群培养体系构建和原位厌氧降解研究。本研究相关结果有望为PPCPs的污染防治提供科学依据。

复配高效菌群厌氧降解煤产甲烷实验研究

高效功能菌群是微生物增产煤层气技术的重要影响因素。通过复配降解芳香化合物的功能真菌菌群与降解煤产甲烷的真菌—产甲烷菌群,提高甲烷产量;分析菌群结构、中间产物和煤结构的演替规律,研究复配菌群降解褐煤产甲烷机理。研究结果表明:复配菌群能够厌氧降解褐煤,煤的甲烷产量为172μmol/g,是未复配的1.74倍,芳烃降解菌Cladosporium在第7天成为优势真菌属;具有较强环境适应性的Aspergillus、Penicillium等成为产气结束后的优势真菌,在第7天发酵液中检测到丰富的代谢中间产物脂肪酸和芳香酸,其占比在产气末期均下降50%以上;煤中芳香碳在降解后下降了12.27%,降解效果显著。研究结果为改善产甲烷菌群的煤降解能力,增强产甲烷效能提供了一种有效方法。

石油烃厌氧降解关键基因masD和bamA的实时荧光定量PCR检测方法与应用

masD和bamA是控制石油烃厌氧降解的关键基因,利用实时荧光定量PCR技术检测masD和bamA基因具有简便快速和易操作等优点.但目前所用方法存在扩增效率低,方法灵敏度较差的问题.本文根据引物设计原则,利用Allele ID6软件重新设计了扩增masD和bamA的实时荧光定量PCR引物,将质粒DNA进行8次10倍梯度稀释后构建实时荧光定量PCR标准曲线.优化后的体系(20μL)为:FastStart Essential DNA Green Master 10.0μL,上下游引物各0.4μL,RNase-Free Water 4.2μL,5.0μL DNA模板.利用新设计的引物扩增masD和bamA基因的最适退火温度分别为61℃和57℃.优化后的检测方法扩增效率提高至97.5%和71.2%,比文献报道的方法提高了7.6%—44.5%,具有更高的重复性和灵敏度.利用设计的引物对陕北5个地区石油污染土壤中的masD和bamA基因进行定量检测结果表明,石油污染土壤中普遍存在着控制石油烃厌氧降解的关键基因,所测定的土壤中bamA降解基因的拷贝数远高于masD降解基因.

聚-β-羟基烷酸薄膜的好氧和厌氧降解

对聚β－羟基丁酸（ＰＨＢ）及β－羟基丁酸与β－羟基戊酸的共聚物（ＰＨＢＶ）薄膜和粉膜在好氧污泥和厌氧污泥中的生物降解性进行了研究，并对其降解机制作了初步探讨．结果表明：污泥中的微生物可以利用ＰＨＢ（Ｖ）作为唯一碳源生长繁殖；ＰＨＢ的降解能力比ＰＨＢＶ的高；不同ｐＨ、温度对污泥中微生物降解ＰＨＢ（Ｖ）的能力有着不同的影响；制品形态，特别是添加量，与降解率有很大关系，添加量越大降解率越高．

壬基酚在海河沉积物中的耗氧和厌氧降解

研究了壬基酚(NP)在海河沉积物中的降解.结果表明,NP在沉积物的耗氧降解分为快速和慢速降解阶段,半衰期分别为3.20—9.87d和21.66—385.11d.NP在沉积物中的厌氧降解缓慢,降解半衰期为160.65—203.88d.加入电子受体NaNO3和Na2SO4促进了NP的厌氧降解,并且NaNO3促进作用较大.当沉积物中NP降低到一定浓度以后就很难继续降解,说明沉积物中一些活性吸附点位对NP的锁定作用降低了其生物有效性.盐度不利于NP的耗氧和厌氧降解.

硝基苯好氧降解的共基质及生物协同作用

通过研究多菌种多基质条件下硝基苯的降解以便寻找提高实际废水处理效率的途径，从不同菌源中筛选与驯化获得硝基苯的高效降解菌枯草芽孢杆菌、门多萨假单孢菌、肺炎克雷伯氏菌及人苍白杆菌.研究这些菌种好氧降解硝基苯过程中的生物协同作用及其基质效应，构建实际废水处理的生物降解体系．结果表明，枯草芽孢杆菌和人苍白杆菌之间存在协同降解作用．加入人苍白杆菌后可使质量浓度为232．0mg/L硝基苯被完全降解的时间从145h缩短为85h;由枯草芽孢杆菌、门多萨假单孢菌和肺炎克雷伯氏菌组成的混合降解实验发现，枯草芽孢杆菌和门多萨假单孢菌之间存在一定程度的相互抑制作用；当加入肺炎克雷伯氏菌后抑制作用消失，降解速度加快.复合菌的作用明显优于各菌单独作用或任何两种菌之间的配合效果.经氯霉素制药厂含硝基苯实际废水的检验，混合菌在降解硝基苯的同时也使COD成分得到有效去除．

光合细菌球形红细菌厌氧降解氯代苯

采用光合细菌球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)在厌氧光照条件下对氯代苯进行生物降解.结果表明,氯代苯不能作为球形红细菌生长的唯一碳源和能源.球形红细菌厌氧降解氯代苯是在适宜碳源存在下,由氯代苯诱导产生诱导酶以共代谢的方式进行,降解途径是先打开苯环生成小分子的氯代烷烃、再还原脱氯.在培养基中加入一定量的酵母膏,可使细菌生长的停滞期明显缩短,提高氯代苯的脱氯率.在氯代苯浓度为100mg/L时,厌氧降解的最适宜条件为苹果酸浓度1.0g/L、硫酸铵浓度0.1g/L、pH7.0、酵母浸膏浓度1.0g/L.

硝基苯好氧降解菌筛选及其降解特性

针对化学试剂厂和制药厂废水中的硝基苯，经菌源筛选与长期好氧驯化，分离到１ 株能有效降解硝基苯的菌株Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｉｌｉｓ（ 枯草芽孢杆菌） 。系统研究了其生长条件及降解硝基苯的特性，适宜生长条件：ｐＨ 为５０ ～８０ ，温度为３０ ～４０ ℃，ＮＨ４Ｃｌ 浓度为１００ ～２００ ｍｇ／Ｌ，在降解硝基苯的过程中有苯胺生成，这为含低浓度硝基苯废水的生物处理提供了新的途径，即不需要厌氧工艺而直接用好氧技术就可将废水完全无害化。

16S rDNA-RFLP分析六氯苯好氧降解菌群的结构及其多样性

从某化工厂排水沟底泥中取样,经2个月的富集驯化得到六氯苯好氧降解菌群。通过测定该微生物菌群在降解六氯苯过程中累积耗氧量、微生物生长曲线及Cl-浓度的变化,证明在好氧条件下该微生物菌群能够以六氯苯为唯一碳源和能源生长。当培养温度为30℃,pH为7.0时,该菌群能在18d内将无机盐培养基中浓度为4.5mg/L的六氯苯降解55%以上,降解速率达到137.5μg/(L.d)。对降解菌群提取总DNA,选择性扩增细菌16S rDNA片段,建立克隆文库。通过限制性内切酶(限制性内切酶HaeⅢ和RsaⅠ)分析,得到9种不同的谱型,其中3种谱型是主要谱型。对主要谱型的克隆子测序,结果表明,它们分别与Alcaligenes和Azospirillum菌属相似性最高。该菌群在去除环境中难降解的有机氯污染物方面具有应用前景。

推进剂组分对聚醚聚氨酯粘合剂热氧降解的影响 (Ⅰ)硝酸酯增塑剂的影响

采用傅立叶红外光谱和核磁共振技术，研究了硝化甘油（ＮＧ）和１，２，４－丁三醇三硝酸酯（ＢＴＴＮ）两种硝酸酯增塑后的聚醚聚氨酯在空气中９０°Ｃ下的热氧降解。结果表明：ＮＧ，ＢＴＴＮ在聚氨酯粘合剂中的分解产物主要为醇类。这些小分子醇参与了聚氨酯硬段的重聚合反应，形成氨基甲酸酯结构；硝酸酯对聚氨酯粘合剂的热氧降解表现出某种稳定作用，并改变了软段产物结构，使甲酸酯和叔碳结构相对增加；硝酸酯分解产生的ＮＯ２自由基可能与软段降解产生的过氧化氢反应形成硝酸，从而加速了硝酸酯的水解。

NMR研究聚乙二醇的热氧降解

采用 1H、13 C和 2 D- NMR技术研究了聚乙二醇 (PEG)的热氧降解 ,对产物结构作了详细分析和表征 ,并定量讨论了抗氧剂 2 ,6 -二叔丁基 - 4 -甲基酚 (BHT)对其热氧降解的影响。 PEG的氧化降解发生在醚键氧碳上 ,遵循自由基氧化机理 ,最后形成大量的甲酸酯等酯类以及甲基、亚甲二氧基和醇。抗氧剂BHT不仅降低了 PEG的氧化降解程度 ,而且改变了降解产物的结构分布 ,显著抑制了碳酸酯和亚甲二氧基结构的生成 。

硝基苯高效降解菌群对硝基苯好氧降解

硝基苯为环境有毒有害物质,好氧条件下硝基苯的生物降解主要通过部分还原途径.吡啶甲酸作为副产物出现在硝基苯的部分还原途径中,生物毒性大,阻碍了硝基苯的降解.本实验分离出3株在好氧条件下以硝基苯为惟一碳、氮、能源的菌株,分别鉴定为Streptomyces albidoflavus(微白黄链霉菌)、Rhodotorula mucilaginosa(胶红酵母)和Micrococcus luteus(藤黄微球菌),并借助其完整细胞考查了由上述3株菌混合而成的菌群对硝基苯的好氧降解.结果表明:硝基苯经部分还原生成2-氨基酚,2-氨基酚再进一步开环降解.在2-氨基酚开环过程中,有吡啶甲酸生成,吡啶甲酸被矿化成二氧化碳和水.

腐殖酸强化六氯苯厌氧降解规律及其中间产物

为探索厌氧条件下HA(腐殖酸)对HCB(六氯苯)降解的影响,通过构建ρ(HA)为0(HA_0)、120(HA_(120))及200(HA_(200))mg/L厌氧发酵体系,利用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)对ρ(HCB)及中间产物进行测定.结果表明:发酵系统运行72 h后,HA_0、HA_(120)、HA_(200)处理中HCB降解率分别为13.0%、16.5%和17.4%,表明HA可以促进HCB的降解,并且随ρ(HA)的增加,降解效果越好,但降解效率增幅降低.对HCB脱氯中间产物的分析发现,PeCB(五氯苯)、TeCB(四氯苯)、TCB(三氯苯)和DCB(二氯苯)均有检出;在发酵的前12 h,ρ(DCB)快速增加,发酵72 h后HA_0、HA_(120)、HA_(200)处理中ρ(DCB)分别为50.6、51.0和57.6μg/L,明显高于其他中间产物,表明DCB是HCB脱氯的限速中间体;对DCB进行同分异构体分析表明,DCB的同分异构体有1,2-DCB、1,3-DCB和1,4-DCB三种,发酵结束后HA0、HA120和HA200处理中ρ(1,4-DCB)最高,分别为22.0、17.2和18.7μg/L,1,4-DCB为HCB降解的主要中间产物.研究显示,通过调控厌氧发酵体系内HA的含量可达到强化HCB脱氯的目的.

垃圾填埋场的厌氧降解作用及其微生物类群

垃圾填埋场中微生物种类和数量与垃圾的降解有密切关系。本文综述了填埋场内垃圾降解的影响因素，分析了其中微生物种类和数量及其相互关系，提出了甲烷细菌的活性指标，得出了以下结论：在填埋场内，甲烷八叠球菌是优势菌种，辅酶Ｆ４２０可以作为甲烷细菌的活性指标。

环氧乙烷/四氢呋喃共聚醚聚氨酯的热氧降解

采用 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ 和１３ Ｃ Ｎ Ｍ Ｒ、１ Ｈ Ｎ Ｍ Ｒ 技术 研究羟 基环氧乙 烷／ 四氢 呋喃共聚 醚（ Ｅ Ｏ／ Ｔ Ｈ Ｆ） 聚氨酯在 ９０ ℃空 气中降 解产 物的结 构． 结果 表明， 聚醚聚 氨酯 的热氧 降解既 有软 段的氧 化降 解，又有硬段 的解 缩聚 过程 ，同 时还 存在 重聚 合反 应；并 且软 、硬段 互有 影响 ，硬 段中 的交 联结 构和 氢键等增加了 软段的热 氧稳 定性 ，而 软 段降 解 产 生的 醇 的含 量 和 结构 影 响 硬段 的 解缩 聚 和 重 聚合 过程． ９０ ℃ 下聚氨酯 的热氧降 解并不 发生硬段 的氧化 反应，也不 存在碳 化二亚胺 和假脲醚 结构．

含对苯二甲酸有机废水厌氧降解动力学

含易降解有机物的对苯二甲酸（ＴＡ）有机废水在厌氧处理时，其中易降解有机质通过甲烷发酵被优先利用，其中间代谢物对对苯二甲酸的降解有抑制作用，同时，ＴＡ自身的降解也存在底物抑制现象本文建立了有易降解有机质存在时ＴＡ厌氧降解的抑制动力学模型方程并利用非残性回归，确定了模型参数实验数据对该动力学方程能较好地拟合在此基础上提出了两段厌氧处理新工艺。

小分子有机碳对土壤中六氯苯厌氧降解及挥发的影响

采用密封培养瓶装置,研究了红壤性水稻土和乌栅土在添加乙酸、葡萄糖、柠檬酸时六氯苯（HCB）的厌氧降解行为,同时分析了土壤pH变化、碳源转化过程中甲烷和二氧化碳的释放及六氯苯的挥发.结果表明,8周内红壤性水稻土中HCB减少了约20%-44%,加入乙酸抑制HCB的降解,表明低pH条件不利于脱氯反应,加入葡萄糖和柠檬酸在前期抑制后期则促进HCB的降解;乌栅土中HCB减少了约21%-23%,加入小分子有机质对其降解没有明显的效果;六氯苯降解的主要产物为五氯苯（PCB）,最终检测到红壤性水稻土中PCB为23-96μg/kg,乌栅土中为64-92μg/kg;HCB的降解与CH4和CO2的释放量在统计学上没有显著的相关性;2种土壤中,外加小分子有机碳均减少了HCB的挥发作用,且红壤性水稻土中HCB的挥发比乌栅土中更强,表明土壤有机质是影响HCB挥发的重要因子.

多种谱学方法研究环氧乙烷/四氢呋喃共聚醚的热氧降解

采用电子自旋共振 (ESR)、傅里叶变换红外光谱 (FT IR)和多种核磁共振 (NMR)技术研究了环氧乙烷 /四氢呋喃共聚醚的热氧降解 ,表征了近 2 0种产物结构碎片 ,并对EO和THF两种链节的降解作了定量讨论。共聚醚的氧化降解发生在醚键氧碳上 ,遵循自由基氧化机理 ,最后形成大量的甲酸酯、碳酸酯等酯类以及甲基、亚甲二氧基和醇 ,此外还检测到过氧化氢和半缩甲醛结构。分析表明共聚醚中THF链节的降解程度明显大于EO链节 ,而且降解容易发生在两种链节交替连接处。抗氧剂 2 ,6 二叔丁基 4 甲基酚 (BHT)不仅降低了共聚醚的氧化降解程度 ,还改变了降解产物的结构分布 ,显著抑制了碳酸酯和亚甲二氧基结构的生成 。