不同来源堆肥腐殖质还原菌异化铁还原能力评估与调控

通过富集不同来源堆肥过程中的腐殖质还原菌,并分析比较其异化铁还原能力差异,发现其电子转移能力从大到小依次为:蛋白类>纤维素类>木质素类.相关性分析表明,Leucobacter、Clostridiumsensustricto和Sporosarcina是极显著影响异化铁还原的腐殖质还原菌属.利用冗余分析探究关键腐殖质还原菌与堆肥过程微环境因子的响应关系,结果发现可溶性有机氮是影响这些关键腐殖质还原菌变化的主要微环境因素.在此基础上,基于堆肥微环境因子与关键腐殖质还原菌菌群结构之间的响应关系,提出一种促进异化铁还原相关的腐殖质还原菌生长的调控方法.本研究可以深入了解堆肥中影响腐殖质还原菌群落的关键因素,而且对于环境中污染物生物地球化学循环也具有重要的生态学意义.

腐殖质还原菌去除U(Ⅵ)的试验研究

试验探讨了腐殖质还原菌去除U(Ⅵ)的特性与效果,重点考察了温度、pH、AQS、U(Ⅵ)浓度等因素对腐殖质还原菌去除U(Ⅵ)的影响.试验结果表明,腐殖质还原菌对低浓度U(Ⅵ)有很好的去除效果,其去除U(Ⅵ)的最适温度为30℃左右,最佳pH在6.0左右,AQS的最佳用量约为1.0 mmol/L.红外光谱分析表明,羧基、酰胺基和磷酸基团是腐殖质还原菌除铀过程中占主导地位的官能团.

腐殖质还原菌的筛选及其对污染物的生物降解

为研究腐殖质还原菌在污染物生物降解及污染环境生物修复中的作用,在厌氧条件下从巢湖底泥中富集分离到一株腐殖质还原菌,命名为F1.通过电镜镜检、16S rDNA序列分析及还原活性研究,结果表明,F1为克雷伯氏菌,能够以腐殖质模式物蒽醌-2,6-双磺酸钠(AQDS)为唯一电子受体进行厌氧胞外呼吸,还原AQDS的最适温度为25℃,初始pH为8,能较好利用乳糖,对培养液中Cr(Ⅵ)具有很强的还原能力;在添加AQDS时对培养液中的对硝基苯酚(PNP)去除率可以达到81.31%,添加三价铁离子对土壤中PNP降解有一定的促进作用,去除率可以达到93.26%.研究为通过腐殖质微生物还原修复污染环境提供了数据和资料.

一株腐殖质还原菌的分离鉴定及其对敌草快的厌氧降解特性

[目的]分离筛选出具有腐殖质还原能力且能厌氧降解敌草快的菌株。[方法]以蒽醌-2,6-二磺酸二钠(AQDS)为唯一电子受体,从河流沉积物中富集分离具有腐殖质还原能力的菌株,通过形态学和生理生化特征,以及16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定;筛选其电子供受体谱;并研究其厌氧条件下对敌草快的降解特性。[结果]获得1株具有腐殖质还原能力的菌株HN05,鉴定为Kosakonia oryzae HN05。HN05能以蔗糖、葡萄糖、乳糖、乳酸、丙三醇、乙酸、乙醇、甲醇作为电子供体还原AQDS,利用能力依次递减。HN05能以蔗糖作为电子供体还原腐殖质模式物蒽醌-1-磺酸钠(α-AQS)、蒽醌-2-磺酸钠(AQS)、AQDS、蒽醌-1,5-二磺酸钠(1,5-AQDS)。HN05能以蔗糖作为电子供体厌氧降解敌草快,但降解率较小;加入AQDS能极大促进敌草快降解,22 d降解率可达41.93%。[结论]试验首次报道水稻科萨克氏菌HN05具有腐殖质还原以及降解敌草快的能力,丰富了腐殖质还原菌的菌种资源及其功能多样性,可为敌草快污染环境修复提供基础。

南海北部海域底泥微生物的腐殖质还原性能研究

微生物的腐殖质还原过程自1996年发现以来,日益成为环境领域的一个研究热点。以南海北部海域的8个底泥为实验材料,利用蒽醌-2,6,-双磺酸（AQDS）为腐殖质模式物,初步探讨了南海北部8个底泥培养物对腐殖质的还原能力,并探讨了驯化后的8个底泥微生物对腐殖质的还原过程。结果发现：从南海北部深海海域到海陆交接的香港米浦红树林的8个底泥样品培养液均能很好的还原AQDS;驯化后的8个站点底泥微生物对腐殖质还原的能力有所不同,在48 h,E425站点培养液中的OD450只有0.74,其余7个站点培养液中的OD450都在2.0~3.0之间,推测其原因是8个站点中腐殖质还原微生物的数量具有明显差异,使得各站点的OD450差异很大。研究结果为认知腐殖质还原微生物的分布和探究腐殖质还原微生物在环境中的生态学意义提供重要的理论依据。

驯化的西湖底泥还原腐殖质影响因素研究

利用驯化的西湖底泥,以蒽醌-2,6-双磺酸盐(AQDS)作为腐殖质模式物,初步研究了温度、pH、不同类型氮源、不同种类金属离子等对底泥微生物还原腐殖质的影响.结果发现,在15～45℃下驯化底泥能还原腐殖质,最适反应温度为30～37℃;在反应初始pH为4～9的条件下可进行腐殖质还原,最适pH为7;不同类型氮源对微生物还原腐殖质的效果依次为NH4Cl>CO(NH2)2>NaNO3>NaNO2;Mg2+、Mn2+促进了微生物还原腐殖质,而Zn2+、Ni2+、Cu2+部分地抑制了腐殖质还原,Hg2+则完全抑制腐殖质还原.

腐殖质呼吸作用及其生态学意义

腐殖质呼吸是厌氧环境中普遍存在的一种微生物呼吸代谢模式。自1996年发现以来,日益成为生态学与环境科学领域的研究热点。在厌氧条件下,一些微生物能以腐殖质作为唯一电子受体,氧化环境中的有机质或者甲苯等环境有毒物质,产生CO2,参与碳循环;同时,腐殖质呼吸作用产生的还原态腐殖质可以还原环境中的一些氧化态物质,如Fe(III)、Mn(IV)、Cr(VI)、U(VI)、硝基芳香化合物和多卤代污染物。因此,腐殖质呼吸能够影响环境中C、N、Fe、Mn以及一些痕量金属元素的生物地球化学循环,并且能够促进重金属以及有机污染物的脱毒,在水体自净、污染土壤原位修复、污水处理等方面具有积极作用。

腐殖质/铁氧化物协同促进2,4-D微生物厌氧降解

构建"铁/腐殖质还原菌(Comamonas koreensis,CY01)、腐殖质模式物、铁氧化物、2,4-D"厌氧反应体系,研究2,4-D转化效率与转化途径,探讨2,4-D转化促进机制。结果表明,CY01对2,4-D的直接脱氯效果微弱,蒽醌-2,6-二磺酸钠(AQDS)与针铁矿(α-FeOOH)的加入可有效促进2,4-D厌氧转化,25 d时降解率提高2倍,达33.3%。CY01/AQDS/α-FeOOH/2,4-D体系中,AQDS、Fe(Ⅲ)及2,4-D微生物还原3种过程同时存在,AQDS和Fe(Ⅲ)充当电子穿梭体,加速胞内电子向胞外2,4-D的转移,协同促进2,4-D还原脱氯。本研究可为难降解有机氯农药污染土壤的修复研究提供借鉴。

一株嗜水气单胞菌HS01的偶氮还原脱色特性

【目的】研究嗜水气单胞菌HS01的偶氮染料还原脱色特性。【方法】建立HS01/偶氮染料/电子供体序批式厌氧反应体系,研究Fe(III)/腐殖质还原菌HS01以偶氮染料为电子受体的厌氧呼吸特性及影响因素;并构建HS01/偶氮染料/电子供体/铁氧化物体系,探讨铁氧化物对HS01偶氮还原的影响。【结果】HS01可将金橙I迅速还原,菌体增殖;柠檬酸、丙三醇、蔗糖和葡萄糖体系中,16 h金橙I的脱色率分别达87%、85%、88%、90%;不同pH和金橙I初始浓度条件下的脱色率不同;在反应体系中加入α-FeOOH,脱色率从90%增加至95%,Fe(II)生成量与无染料对照体系相当。【结论】HS01能以葡萄糖为电子供体,金橙I为唯一电子受体,进行厌氧呼吸;蔗糖、柠檬酸、丙三醇也可作为有效的电子供体,脱色率依次递减;甲酸、乙酸、乳酸、乙醇及丙酸不能作为HS01厌氧呼吸的电子供体。金橙I脱色的最佳pH范围为6.0 8.0;高浓度(2.0 mmol/L)金橙I负荷下,HS01仍保持高脱色率(>85%)。在HS01/α-FeOOH/金橙I体系中,异化铁还原作用与偶氮呼吸作用同时发生,异化铁还原能促进偶氮脱色,而脱色对Fe(III)还原没有明显影响。这可为铁/腐殖质还原菌在环境修复和废水处理等领域的应用提供研究积累。

热区农田长残留农药降解微生物资源发掘及其降解机理

本研究针对热区农田长残留农药过频过量使用导致的产地环境污染及土壤持续生产力下降问题，以污染环境的微生物修复理论研究为切入点，富集分离到对毒死蜱、氟磺胺草醚、苯甲酰脲类杀虫剂、乐果有直接降解功能的高效好氧降解菌，以及对百草枯、2，4M3有间接厌氧转化功能的Fe（Ⅲ）／腐殖质还原菌；克隆到有机磷水解酶基因mpd和芳基酰胺酶基因ampA；阐明了DT-1对毒死蜱和BY-1对氟磺胺草醚的好氧代谢途径；阐明了Fe（Ⅲ）／腐殖质还原菌促进2，4-D及百草枯的厌氧转化途径及机制；发明了一种基于Fe（Ⅲ）／腐殖质还原菌的百草枯快速解毒液及方法。研究成果获得系列重要科学发现，创新性强，在土壤污染控制和水污染治理领域具有良好的应用前景，百草枯快速解毒剂在药学领域具有很好的应用潜力。