微生物降解硝基苯废水的研究进展

硝基苯是一种淡黄色,苦杏仁味的高毒物质,且难生物降解,广泛应用于化工、染料、制药等工业,具有稳定化学性质、高毒性和易在生物体内积累的优先污染物.硝基苯的大量排放对环境构成了严重威胁,对该污染物的处理一直是研究焦点.对硝基苯的降解方法主要有物理法、化学法和生物法,生物法费用低、不易造成二次污染,可以最大程度的降解污染物.微生物降解在硝基苯类化合物废水治理和污染环境修复方面具有明显优势,近年来人们己筛选出许多硝基苯高效降解菌.从降解菌的种类,降解途径,共代谢,固定化,基因工程,高盐条件下的降解等方面阐述了硝基苯生物降解的最新研究进展.     

环境中污染物降解基因的水平转移(HGT)及其在生物修复中的作用

水平基因转移是不同于垂直基因转移的遗传物质的交流方式.在污染环境这一特异生态环境中,降解基因的水平转移有着独特的功能与作用.研究环境中污染物降解基因在微生物间的水平转移,更深入地了解微生物种群适应污染环境的机理,对于评价污染物的环境毒理、生物可降解性以及污染环境的可修复潜力具有重要参考价值.在污染物生物修复实践中,可以通过调控降解基因的水平转移,增强污染环境中微生物的降解能力,更有效地发挥生物修复作用.文章将对环境中细菌间基因交流的机制,污染物降解基因的水平转移对微生物适应污染环境的机理、水平基因转移对代谢途径的进化及其对污染物生物修复作用的影响等方面的研究进展做一综述.     

吡啶及其衍生物微生物降解研究进展

吡啶及其衍生物由于难降解、毒性、致畸变等特性而引发的环境污染日益得到人们的关注,受其污染的水和土壤环境的生物修复是目前环境治理领域的重要课题。该文综述了近年来国内外吡啶类化合物生物降解的研究进展,对好氧和厌氧情况下的微生物代谢路径及共代谢进行了讨论,并指出今后吡啶类化合物的研究方向。     

氯代苯胺类化合物微生物降解的研究进展*

对氯代苯胺类化合物(Chlovoanilines,CAS)好氧微生物降解的研究现状进行了系统的综述,内容包括具有降解氯代苯胺类化合物能力的微生物、氯代苯胺类化合物的代谢途径及相关代谢酶的分析、降解质粒和关键代谢酶的基因克隆和表达,并提出了氯代苯胺类化合物好氧微生物降解研究中存在的问题和尚需进一步研究的方面。     

基于电活性微生物的芳香烃类污染物转化机制研究进展

芳香烃类化合物(aromatic hydrocarbon compounds)是一类基于苯环结构的有机物,广泛分布在自然环境中,难以自然降解、易被生物积累,且有很大的环境危害性。生物法是有机化合物转化降解的主流工艺,而电活性微生物(electroactive microorganisms, EAM)因其独特的胞外电子传递(extracellular electron transfer, EET)能力和生理代谢模式在芳香烃类化合物污染修复领域具有巨大的应用潜力。电活性微生物可以通过还原脱卤、脱硝与氧化开环过程相结合的方式,最终实现芳香烃类污染物的降解矿化。本文重点综述了电活性微生物降解芳香烃类污染物过程中主要还原/氧化反应机理,归纳了电活性微生物高效还原脱卤、脱硝的关键酶活、代谢途径及转化机理,分析了不同含氧条件下电活性微生物开环方式及降解代谢途径,并通过调控微生物胞外聚合物与添加导电材料等途径来提升电活性微生物的胞外电子传递过程,总结了电极电位、电极材料、电解液性质及温度等环境因子对芳香烃类化合物降解的影响,探讨了芳香烃类污染物的强化生物降解策略的可行性。最后,展望了电活性微生物降解技...     

苯胺、硝基苯和三硝基甲苯生物降解研究进展

苯胺、硝基苯和TNT类化合物是广泛应用的化工原料 ,目前它们已造成了严重的环境污染 ,并危及人体的健康。利用微生物处理环境中污染物的方法目前倍受青睐。迄今为止 ,人们已经找到了很多环境污染物的降解微生物。综述了降解苯胺、硝基苯和TNT的微生物及其降解机理 ,并指出DNA改组等分子生物学技术的发展与应用为彻底治理环境污染指明了出路     

二硝基苯胺类除草剂微生物降解研究进展

二硝基苯胺类除草剂是一类广谱、高效且广泛使用的除草剂,微生物的降解代谢作用是其在环境中消解的最主要因素。分离筛选除草剂的高效降解菌株、分析其降解途径并阐明其微生物降解机制,可为除草剂残留污染的微生物降解修复提供理论依据和优良的降解菌株、降解基因和酶资源。本文简述了二硝基苯胺类除草剂的微生物降解菌株、降解代谢途径和降解基因/酶的研究进展,为进一步研究该类除草剂的微生物降解及其污染生物修复提供理论依据和资源。     

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。     

污染土壤中苯并(a)芘的微生物降解途径研究进展

苯并(a)芘(BaP)是一种具有强致癌、致畸和致突变的多环芳烃(PAHs)。为了修复BaP污染的土壤,探索其降解途径是很重要的。为此,综述了国内外有关污染土壤中苯并(a)芘的微生物降解情况,对不同真菌、细菌降解苯并(a)芘的能力、代谢途径、共代谢底物以及环境影响因素进行了介绍和比较,提出了苯并(a)芘中间代谢产物的累积及其环境毒性方面的研究是修复苯并(a)芘污染土壤的重要方向。     

低温微生物修复石油烃类污染土壤研究进展

耐冷菌、嗜冷菌等低温微生物广泛存在于极地、高山以及高纬度等土壤环境中,是石油烃类污染物在低温条件下降解与转化的重要微生物资源.利用低温微生物的独特优势,石油污染土壤的低温生物修复技术的研究成为当前热点领域.本文系统综述了低温石油烃降解菌的分类及冷适机制,低温微生物对不同类型石油烃组分的降解特征和降解机理,低温环境中接种降解菌、添加营养物质和表面活性剂等强化技术在石油污染土壤中生物修复的应用.以及微生物分子生物学技术在低温微生物降解石油烃的研究现状,为拓展我国石油污染土壤生物修复技术提供参考.     

Co-metabolic degradation of tribenuron methyl,a sulfonylurea herbicide,by Pseudomonas sp. strain NyZ42

A co-metabolic degradation of tribenuron methyl bacterial strain NyZ42 was isolated from polluted agricultural soil and classified as genus Pseudomonas by its 16S rRNA gene sequencing. The degradation efficiency of tribenuron methyl was about 80% of the originally supplemented 200 mg l⁻¹ tribenuron methyl in liquid minimal medium within four days, when either glucose or succinate was used as a supplemental carbon source. Three intermediates formed during the degradation of tribenuron methyl mediated by strain NyZ42 were captured by LC-MS, and two alternative pathways were proposed for the microbial mediated tribenuron methyl degradation, via either cleavage of the sulfonylurea bridge or saponification of alkyl-group. Furthermore, inoculation of strain NyZ42 enhanced the degradation of tribenuron methyl in the sterilized soil samples, although the biodegradation/co-metabolism ability of NyZ42 was not obvious in the nonsterilized soil samples when compared with the indigenous microbial consortium under current laboratory conditions.     

微生物对环境中难降解有机污染物共代谢作用

对微生物共代谢途径的概念、机理、类型进行了综述,详细介绍了微生物共代谢作用在去除难降解有机污染物过程中所起到的重要作用,并对微生物共代谢作用降解有机污染物的关键因素及其应用价值做出分析。     

多环芳烃微生物降解基因的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物,微生物的降解是PAHs去除的主要途径。近年来,有关PAHs微生物降解途径和代谢产物的研究已有很多报道。小分子PAHs一般可以直接被微生物降解,而大分子PAHs则需要微生物以共代谢的方式降解。在过去20年中,微生物降解PAHs的基因相继被发现,各种基因在调控PAHs降解过程中的功能也越来越清晰。本文概述了PAHs微生物降解基因方面的研究进展,详细介绍了微生物对萘、菲的降解基因,最后对PAHs微生物降解基因的应用前景进行了展望。     

甲烷及三氯乙烯驯化对垃圾填埋场覆盖土细菌群落结构的影响

对典型垃圾填埋覆盖土进行CH₄原位富集和三氯乙烯(TCE)驯化,研究了其生物氧化能力和微生物群落结构变化.覆盖土CH₄氧化速率为0.20～0.87 μmol·g^-1 soil·h^-1,TCE降解速率为0.009～0.013 mg·L^-1·h^-1,其中山东垃圾填埋场覆盖土土样甲烷氧化活性高于广东、上海和重庆地区土样.通过Illumina MiSeq测序技术分析了α多样性和驯化前后微生物菌群结构变化规律.结果表明: 在所有被注释的操作分类单元聚类结果中,细菌OTUs分配为39个门,85个纲,562个属,富集驯化后变形杆菌门、拟杆菌门、绿弯菌门和酸杆菌门仍为各土样的优势菌群,所占比例之和高于77.4%;γ-变形杆菌纲、β--变形杆菌纲、α-变形杆菌纲、放线菌纲和酸杆菌纲所占比例之和高于26.5%.嗜甲基菌属、厌氧绳菌属、节杆菌属和假单胞菌属经TCE驯化后,其相对丰度呈增加趋势.表明在覆盖土氯代烃生物降解过程中,除了被广泛认可的甲烷氧化菌异养共代谢机制以外,还存在非甲烷共代谢机制和氯代烃自养降解机制.     

环境雌激素的微生物代谢

环境雌激素作为一类重要的新型环境污染物,可通过干扰生物体的内分泌系统危害生物体健康。微生物降解是去除环境雌激素与进行环境修复的主要手段。本文归纳整理了目前研究较深入的雌激素降解微生物,类比阐述了其预测的降解通路与降解机制,并对后续环境雌激素降解研究的主要内容与方向进行了展望。     

酞酸酯污染农田土壤生物修复研究进展

酞酸酯是目前世界上产量最大、应用面积最广的人工合成有机物,作为塑化剂被广泛应用于塑料制品中。近年来发现酞酸酯是一类典型的环境内分泌干扰物。随着生活中塑料制品日益增多,尤其是农用薄膜和有机肥的大量使用,农田土壤中酞酸酯污染日益加剧,酞酸酯污染土壤的修复逐渐引起国内外学者的广泛关注。生物修复具有价格低廉、效果良好和环境友好等特点,尤其适合于大面积污染农田土壤修复。从植物修复、微生物修复、植物微生物联合修复和动物修复等方面综述了国内外酞酸酯污染土壤生物修复的研究现状,并从高效修复植物筛选及机理探讨、实际污染土壤的降解菌修复研究、高效降解菌群的构建和作用机制等方面对该领域的研究进行了展望,以期为酞酸酯污染土壤的修复研究提供借鉴并拓展新的思路。     

两株菌对氯氰菊酯及其降解产物3-PBA的协同代谢研究

以两株降解菌为材料,研究了它们对氯氰菊酯及其代谢中间产物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)的协同降解过程。在有3-PBA存在时,氯氰菊酯降解菌CDT3(Rhodococcus sp.)的生长会受到明显的抑制;低于200mg/L的氯氰菊酯对3-PBA降解菌PBM11(Pesudomonas sp.)的生长无显著影响。同时加入菌株CDT3和PBM11时,氯氰菊酯的降解速率较单独加入菌株CDT3时有所提高。菌株PBM11的菌数随氯氰菊酯和3-PBA的降解而增加,但CDT3的数量没有明显的增加。同时加入菌株CDT3和PBM11的处理中观察不到3-PBA的积累,在后加入PBM11的处理中可观察到24h内明显有3-PBA的积累,加入菌株PBM11后,3-PBA可被迅速降解。     

Reduction of nitrobenzene with H2 using a microbial consortium

Proof of concept was obtained that nitrobenzene can be reduced to aniline by a mixed reductive microbial culture using H2 as the sole electron donor source. In a continuous-flow anaerobic bioreactor, both pH and temperature affected nitrobenzene reduction with optima of pH 6.5-6.8 and 30 degrees C. The efficiency of nitrobenzene degradation increased with H2 up to 10% (v/v). An increase in sulfate concentration decreased the removal rate of nitrobenzene.     

Link between spatial structure of microbial communities and degradation of a complex mixture of volatile organic compounds in peat biofilters

AIMS: To investigate the relationships between the operation of the volatile organic compound (VOC) removal biofilter and the structure of microbial communities, and to study the impact on degradation activities and the structuring of microbial communities of biofilter malfunctions related to the qualitative composition of the polluted air. METHODS AND RESULTS: A microbiological study and a measurement of biodegradation activities were simultaneously carried out on two identical peat-packed columns, seeded with two different inocula, treating polluted air containing 11 VOCs. For both reactors, the spatial structure of the microbial communities was investigated by means of single-strand conformation polymorphism (SSCP) analysis. For both reactors, stratification of degradation activities in function of depth was observed. Oxygenated compounds were removed at the top of the column and aromatics at the bottom. Comparison of SSCP patterns clearly showed a shift in community structure in function of depth inside both biofilters. This distribution of biodegradation activities correlates with the spatialization of microbial density and diversity. Although the operating conditions of both reactors were identical and the biodegradation activities similar, the composition of microflora differed for biofilters A and B. Subdivision of biofilter B into two independent parts supplied with polluted air containing the complex VOC mixture showed that the microflora having colonized the bottom of biofilter B retained their potential for degrading oxygenated compounds. CONCLUSIONS: This work highlights the spatialization of biodegradation functions in a biofilter treating a complex mixture of VOCs. This distribution of biodegradation activities correlates with the spatialization of microbial density and diversity. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: This vertical structure of microbial communities must be taken into consideration when dealing with the malfunctioning of bioreactors. These results are also useful information about changes in microbial communities following natural or anthropogenic alterations in different ecosystems (soils and sediments) where structuring of microbial communities according to depth has been observed.