废弃钢厂耐Cr6+霉菌的分离鉴定及其生物学特性

从废弃钢铁厂内土壤中分离出1株对Cr~(6+)具有高去除性的微生物,对其生物学特性进行研究。采用马丁氏培养基对上海某废弃钢铁厂内重金属污染土壤中耐Cr~(6+)真菌进行分离筛选纯化,用菌落形态及18S rRNA序列分析鉴定菌株,研究菌株的Cr~(6+)耐受性及还原率,分析不同影响因素对其修复Cr~(6+)及总铬的影响。结果表明M-13为橘绿木霉(Trichoderma citrinoviride),可耐浓度为1.7 mmol/L的Cr~(6+),且每克菌丝修复20 mg以上的Cr~(6+),10 mg以上的总铬。菌株生长到72 h时菌丝干重达到最高。在p H约1.09,温度28℃,菌丝加入量0.25 g(干重),Cr~(6+)初始质量浓度为100 mg/L时,Cr~(6+)还原率最大为99.3%,几乎能将50 m L溶液中的Cr~(6+)完全去除,可将55.3%的总铬吸附。橘绿木霉M-13能较好地去除Cr~(6+),可以作为试验材料应用于生物修复废水中Cr~(6+)的研究。     

植物乳杆菌对重金属Pb~(2+)、Cr~(6+)和Cu~(2+)的耐受性与吸附作用相关性比较

从四川矿区泡菜样品中分离得到1株对重金属铅(Pb)、铬(Cr)和铜(Cu)具有较高耐受性的菌株,经16S rDNA初步鉴定为1株植物乳杆菌。研究重金属铅、铬和铜对该植物乳杆菌的最小抑制浓度(MIC)。比较不同初始pH、初始离子浓度、吸附时间和菌体加入量对植物乳杆菌吸附3种重金属的影响,探讨MIC与吸附作用相关性。使用MIC的方法测定重金属对该菌的最小抑制浓度,原子吸收法测定对重金属的吸附效果。研究表明,该菌对Pb~(2+)、Cr~(6+)和Cu~(2+)的耐受性分别为6.67、0.67和2.17 mmol/L;其吸附性最适初始pH分别为4、6和6;最优初始离子浓度分别为100、100和50 mg/L;最优加菌量分别为3、6和5 g/L;最佳吸附时间分别为12、2和8 h。在100 mg/L的初始离子浓度下对Pb~(2+)、Cr~(6+)和Cu~(2+)的吸附率最高分别可达96%、61%和49%。MIC与吸附作用没有明显相关性。结果表明该菌具有优良的吸附性能,为今后含有乳酸菌的食品或饲料制剂的开发提供了新的乳酸菌种。     

梯棱羊肚菌Morchella importuna对重金属离子的耐受性研究

以加入6种不同浓度的重金属离子的培养基对梯棱羊肚菌Morchella importuna进行培养的方法,研究其对重金属离子的耐受性。以平板进行培养,测量和计算菌丝平均生长速率和生长促进率,绘制生长曲线获取菌丝生长最佳耐受浓度;采用定性方法对气生菌丝浓密、菌核大小和数量进行描述,获得菌核生成最佳耐受浓度。结果显示:在试验浓度内梯棱羊肚菌对Cr~(6+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Mo~(6+)、Cu~(2+)具有较强的耐受性,这些重金属离子促进了羊肚菌菌丝生长,而对Cd~(2+)耐受性差,低浓度抑制菌丝生长。促进菌丝生长最适浓度分别为Cr~(6+)100.0mg/L、Mn~(2+)100.0mg/L、Cd~(2+)5.0mg/L、Pb~(2+)50.0mg/L、Mo~(6+)20.0mg/L、Cu~(2+)100.0mg/L,促进菌核生成最适浓度分别为Cr~(6+)50.0mg/L、Mn~(2+)100.0mg/L、Cd~(2+)5.0mg/L、Pb~(2+)20.0mg/L、Mo~(6+)10.0mg/L、Cu~(2+)100.0mg/L。Cd~(2+)抑制菌丝生长临界浓度为介于20.0mg/L与50.0mg/L之间。     

耐镉真菌Paecilomyces lilacinus 6-20p对Cd~(2+)的吸附特性研究

开展了一株高耐镉真菌Paecilomyces lilacinus 6-20p对Cd~(2+)的吸附效果及影响因素的研究。结果表明获取Paecilomyces lilacinus 6-20p最大生长量的培养时间为108 h。Paecilomyces lilacinus 6-20p对培养液中Cd~(2+)的去除率随pH、培养温度、培养时间呈现先增高后降低的趋势,对Cd~(2+)吸附的最佳条件为pH 3.5,30℃培养108 h。培养液中Cd~(2+)初始浓度小于35.2 mg/L时,Paecilomyces lilacinus 6-20p的生长未受到抑制。当Cd~(2+)浓度大于35.2 mg/L时,其对培养液中Cd~(2+)的去除率随Cd~(2+)初始浓度增加而降低。pH、培养温度、培养时间以及Cd~(2+)初始浓度等因素均能显著影响Paecilomyces lilacinus 6-20p对Cd~(2+)的吸附效果,在菌株应用过程中应充分考虑这些因素。     

造纸废水灌溉下芦苇叶片重金属含量对叶绿素荧光参数的影响

以辽河口建群种芦苇(Phragmites australis)为供试材料,采用小试装置研究在化学需氧量(CODCr)浓度分别为50、175和300 mg·L-1的造纸废水灌溉条件下芦苇叶片中重金属Cr~(6+)、Zn~(2+)和Cu~(2+)含量和叶绿素荧光参数(F_v/F_m和F_v/F_o)的变化特征,探讨芦苇荧光参数对废水灌溉的响应机制。结果表明,造纸废水灌溉对芦苇叶片中Cr~(6+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)含量影响显著(P0.05),最大累计值分别是对照组相应重金属离子的2.80、3.66和3.86倍,且CODCr浓度越大重金属含量越高。3种重金属在不同生育期芦苇叶片中的积累存在差异,Cr~(6+)和Zn~(2+)主要在成熟期积累,Cu~(2+)主要在快速生长期积累。CODCr为50和175 mg·L-1的造纸废水灌溉提高了芦苇叶片光系统Ⅱ反应中心转换效率(F_v/F_m)和潜在活性(F_v/F_o),而CODCr为300 mg·L-1的造纸废水灌溉下,相应叶绿素荧光参数分别降低了8.19%和24.94%,表明光系统Ⅱ功能受到抑制。叶绿素荧光参数对3种重金属表现出不同响应机制,F_v/F_o和F_v/F_m值随Cr~(6+)和Zn~(2+)含量升高而减小,随Cu~(2+)含量升高而增大,其中F_v/F_m与重金属Cr~(6+)含量呈显著性负相关,F_v/F_o与Cu~(2+)含量呈显著性正相关。     

响应面法优化改性香蕉皮对Pb~(2+)的吸附研究

用海南本土天然农林废弃物香蕉皮制备的改性吸附剂,来研究其对废水中重金属铅离子的吸收效果。选用吸附剂用量、吸附时间、Pb~(2+)初始浓度和溶液pH等4个单因素的影响实验,在此基础上对上述4种因素采用Box-Behnken响应面优化设计和实验。结果表明,通过响应面设计分析得到改性香蕉皮吸附剂吸附废水中重金属铅离子的最佳条件为:吸附时间为48 min,吸附剂用量为3 mg/L,Pb~(2+)初始浓度为5.5 mg/L,pH值6,在此条件下Pb~(2+)吸附率达到最大值96.90%,接近于理论值96.97%;吸附时间、Pb~(2+)初始浓度以及吸附时间和Pb~(2+)初始浓度的交互作用对Pb~(2+)吸附率影响极显著(P0.001),溶液pH对Pb~(2+)吸附率影响显著(P0.05);二次响应面模型的P值小于0.000 1。该模型的回归方程极显著,可用来分析改性香蕉皮吸附剂对Pb~(2+)的吸附。     

四种毒物对卤虫幼体的急性毒性试验研究

采用ARC—Test法,测定四种毒物对卤虫幼体的急性毒性。结果表明,24hLC_(50)值Cr~(6+)为24.7mg/L、Hg~(2+)为89.1mg/L、Se~(6+)为150.7mg/L,杀虫脒为369mg/L;48hLC_(50)值Cr~(6+)为3.67mg/L、Hg~(2+)为23mg/L、Se~(6+)为76.3mg/L、杀虫脒为140mg/L。毒性大小顺序为:Cr~(6+)>Hg~(2+)>Se~(6+)>杀虫脒。根据实验结果,作者建议将ARC—Test法中急性毒性试验的测试时间延长到48h更为适宜。     

重要环境因子对小球藻去除污水中氮磷的影响

对小球藻去除污水中氮磷的性能进行了研究,考察了初始氮磷浓度、氮磷比、光照条件和pH等因素对其去除效率的影响。结果表明,在初始氮磷浓度分别在35 mg/L和7 mg/L以下时去除率接近100%;氮磷比为5∶1和10∶1,小球藻第4 d基本完全去除了污水中的氨态氮,而氮磷比对小球藻的除磷能力没有显著影响;在初始氨态氮或总磷浓度相同的条件下,光照条件(L/D为24 h∶0 h和12 h∶12 h)对氮磷去除效果的无明显差异性（P＞0.05）,而随着氮磷浓度的增加,连续光照条件逐渐展现出去除氮磷的优势;小球藻在pH 7～8范围内对氨态氮的去除率最佳,pH 5～7范围内,对总磷的去除率最佳。     

出芽短梗霉菌JB16铅镉吸附特性的研究北大核心

【目的】本文对污染土壤中的耐重金属菌株进行分离鉴定,研究菌株在不同条件下对吸附铅镉的影响因素。【方法】通过生理生化特征及ITS序列分析确定菌株种属,采用平板划线法确定最大耐铅镉浓度并探究菌株吸附的最佳条件;通过准二级动力学、Langmuir和Freundlich等温吸附的模型及红外光谱探究吸附过程。【结果】菌落形态和ITS序列分析鉴定表明,筛选分离的JB16为出芽短梗霉菌(Aureobasidium pullulans),最大耐铅浓度达1500 mg/L,最大耐镉浓度达750 mg/L,最大耐铅镉混合浓度达1500 mg/L和300 mg/L。通过单因素实验(温度、时间、菌龄、pH、湿菌体浓度和初始重金属浓度)得出结论,在温度30℃、时间2 h、菌龄72 h、pH 6、湿菌体浓度5 g/L和初始铅浓度150 mg/L的最佳条件下,菌体对铅的吸附率为88.5%;在温度30℃、时间1 h、菌龄96 h、pH 6、湿菌体浓度5 g/L和初始镉浓度20 mg/L的最佳条件下,菌体对镉的吸附率为59.4%。菌株吸附铅镉过程符合Langmuir吸附模型和准二级动力学模型,为表面单分子层吸附。扫描电镜和红外光谱分析表明,重金属离子对菌体造成影响,吸附前后形态发生变化,细胞表面的羟基、羧基、饱和C−H键和酰胺基等基团参与了吸附过程。【结论】菌株JB16具有一定的铅镉吸附效果,为修复重金属铅镉污染的水体和土壤提供宝贵的菌种资源和数据支持。     

生物硫铁生成菌的选育及处理重金属效果研究

[目的]分离高产生物硫铁生成菌,初步鉴定并研究其生成限制因素及处理重金属效果。[方法]利用分离驯化出的1株高产生物硫铁复合材料(生物硫铁)的硫酸盐还原菌(srb1),考察硫酸亚铁浓度、有机物浓度以及搅拌速度对其生成生物硫铁的影响。[结果]有机物和Fe SO4·7H2O的浓度是制约生物硫铁生成的关键因素,生物硫铁处理重金属Cr6+、Pb2+、Cd2+、Cu2+效果显著,去除率达90%以上,尤其是处理重金属Cu2+废水最佳,去除率达99%以上。[结论]筛选到生物硫铁生成菌srb1,初步鉴定为梭状芽胞杆菌属Clostridium mesophilum。确定了生物硫铁生成的最佳培养条件为乳酸钠15 m L/L+酵母膏8 g/L+Fe SO4·7H2O 15 g/L。     

宽叶香蒲净化塘系统净化铅／锌矿废水效应的研究

研究了以宽叶香蒲(Typha latifolia)为优势群落的净化塘系统来处理广东韶关凡口铅/锌矿选矿废水。经5年多的监测结果表明,该系统能有效地净化铅/锌石广废水。在进入净化塘系统前,未处理的废水合有高浓度的悬浮物(4 635mg/L)和重金属[Fb(1.61mg/L)、Zn(1.96mg/L)和Cd(0.022mg/L)]等,经过净化后,水质明显改善,pH从8.03下降到7.74,总悬浮物去除率达99％,Pb去除率为90％,Zn和Cd去除率为84％,其它重金属如Cu、Fe和Al等也都有不同程度的降低。     

实验室模拟高负荷SPAC厌氧反应器运行

采用模拟废水, 对新型高负荷螺旋式自循环(Spiral automatic circulation, SPAC)厌氧反应器的运行性能进行了实验室模拟研究。结果表明: 在30oC, 水力停留时间(HRT)为12 h, 进水COD浓度从8000 mg/L升至20 000 mg/L的条件下, 反应器的COD去除率为91.1%~95.7%, 平均去除率为93.6％。在进水浓度为20 000 mg/L, HRT由5.95 h缩短至1.57 h的工况下, COD去除率从96.0%降低至78.7%, 反应器达到最高容积负荷率306 g COD/(L·d), 最大容积COD去除率240 g/(L·d), 最高容积产气率131 L/(L·d)。该反应器对基质浓度的连续提升具有良好的适应能力。进水COD浓度由8000 mg/L提升至20 000 mg/L时, 出水COD浓度一直处在较低水平(平均为852?mg/L), 容积COD去除率和容积产气率分别提高162%和119%。该反应器对HRT的连续缩短也有良好的适应能力。HRT由5.95 h缩短至1.57 h时,反应器容积COD去除率和容积产气率分别升高191%和195%。     

以圆币草发酵液为碳源时硫酸盐还原菌处理重金属废水

【目的】探索以圆币草(Hydrocotyle verticillata)发酵液作为碳源时硫酸盐还原菌处理重金属废水的效果,以便于高效去除废水中的重金属离子。【方法】以厌氧污泥为硫酸盐还原菌接种菌群,添加大型水生植物圆币草发酵液,并以乙醇、乳酸钠、葡萄糖、蔗糖和乙酸钠为对照,测定不同碳源下硫酸盐还原效率,分析其对废水中重金属离子(Pb2+,Cd2+,Cu2+,Ni2+)的去除能力。【结果】硫酸盐还原菌能有效利用圆币草发酵液中有机物,在COD/SO42-为1.2、5.0和7.0时硫酸盐最大还原率分别为24.4%、43.6%和60.0%。以发酵液为碳源时硫酸盐还原效率高于葡萄糖、蔗糖和乙酸钠,但低于乙醇和乳酸钠。在添加圆币草发酵液的批次试验反应器中,对低浓度4种重金属离子混合废水具有良好的处理效果,Cd2+、Cu2+、Pb2+和Ni2+的去除率分别为95.2%、98.7%、93.0%和89.6%。当Cd2+、Cu2+、Pb2+和Ni2+浓度为10 mg/L时,以圆币草发酵液为碳源的批次反应器对4种重金属离子仍具有良好的处理效果,去除率均超过90%,且硫酸盐还原菌的活性没有受到抑制。【结论】大型水生植物发酵液作为硫酸盐还原菌的碳源,不仅能有效进行重金属废水的生物深度处理,而且可以实现大型水生植物的资源化。     

ABR结合SBR法处理印染废水的研究

采用实验室规模的厌氧折流板反应器(ABR)与序批式活性污泥曝气反应器(SBR)结合工艺处理印染废水。通过对ABR-SBR处理系统工艺条件的试验,在ABR段HRT为24~36 h,污泥负荷为0.43~2.46 kg COD/(m3.d),进水pH值为6.5~8.0,温度20℃~35℃;SBR段的溶解氧为2 mg/L,曝气时间为3~10 h,沉淀时间为2 h的条件下,经处理的印染工业废水COD、色度和苯胺去除率分别为32%~95%、89%~99%和50%~98%,其COD为30.0~97.1 mg/L,色度为8~40倍,苯胺浓度为0.20~0.95mg/L,达到了国家一级排放标准。     

Agromyces sp.CS16去除水体中重金属镉、镍、铜、锌离子的研究北大核心

【目的】本研究从深圳福田红树林表层土壤中分离出一株潜在放线菌新种Agromyces sp.CS16,研究其对水体中重金属的去除能力以及特征,并初步探究其在去除水体重金属中的实际应用,为利用微生物修复水体重金属污染提供技术支持。【方法】测定菌株CS16对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除能力;测定CS16对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)在胞外吸附和胞内吸收的占比;通过全基因组测序分析CS16基因组中与重金属耐受相关的基因;采用海藻酸钠和聚乙烯醇将CS16包埋,并测定包埋后CS16对重金属的去除能力。【结果】放线菌Agromyces sp.CS16在Cd^(2+)浓度为10μg/mL时对其的去除量最大,为32.95 mg/g,此时对溶液中Cd^(2+)的去除率也最高,达到83.71%;菌株CS16在Ni^(2+)浓度为75μg/mL时去除量最大,为25.09 mg/g,在Ni^(2+)浓度为25μg/mL时去除率最高,为70.27%;CS16在Cu^(2+)浓度为150μg/mL时去除量最大,为30.69 mg/g,在Cu^(2+)浓度为30μg/m L时去除率最高,为80.11%;CS16在Zn^(2+)浓度为125μg/mL时去除量最大,为39.29 mg/g,在Zn^(2+)浓度为25μg/mL时去除率最高,为88.91%。菌株CS16全基因组预测总共有3744个基因,其中有37个基因推测与Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的抗性相关。CS16主要通过将重金属吸附在细胞外表面来去除水体中的重金属,在被海藻酸钠(sodium alginate,SA)与聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)材料包埋后,CS16对Cd^(2+)的去除能力下降,但对Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除能力显著提高。【结论】放线菌Agromyces sp.CS16是一株分离自红树林表层沉积物的新菌,本研究测定了CS16对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除能力,从细胞层面和基因层面初步探索了其对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除机理,并成功用海藻酸钠和聚乙烯醇将其包埋,为探究微生物去除水体重金属离子的机制和之后应用CS16修复水体重金属污染提供了理论基础。     

硫酸盐还原菌净化含铬电镀废水的中试研究

本文研究了硫酸盐还原菌在还原剂的参与下净化含铬电镀废水中间试验的工艺条件,通过净化措施,使废水中Cr(6 )含量由30～40mg／L,下降为0．1mg／L以下,达到了废水排放标准。去除率为99．67～99．97％。分批净化电镀废水103t,试验证明废水净化工艺具有良好的稳定性。而且消除了二次污染。     

一株耐铅菌株NY-3的分离鉴定及其吸附特性研究

目的:以天津滨海近岸沉积物为材料,进行耐铅优势菌株的分离鉴定,探讨影响菌株铅吸附的因素。方法:通过生理生化特征、16S rDNA序列相似性分析对菌株进行初步鉴定,考察pH值、吸附剂投加量、Pb~(2+)的初始浓度、吸附时间等不同条件下菌株对Pb~(2+)的吸附效果。结果:分离出一株耐铅菌株NY-3,鉴定为Oceanimonas sp.,菌株最大耐Pb~(2+)浓度为300 mg/L。在pH值为6、菌体投加量1 g/L、Pb~(2+)初始浓度为100 mg/L时,吸附时间为60 min,菌株对Pb~(2+)的吸附率达94.16%。NY-3对Pb~(2+)的吸附过程符合Langmuir等温模型(R~2=0.9978),动力学数据拟合准二级动力学模型(R~2=0.9997)。结论:菌株NY-3对铅具有较好的吸附效果,可用于重金属污染的微生物修复。     

一种肠道硫酸盐还原菌的增菌培养基

目的针对已经分离、纯化的肠道硫酸盐还原菌,建立一种能快速、高效地培养菌体的培养基。方法比较营养丰富的GAM肉汤与常用于培养硫酸盐还原菌的选择性培养基Postgate的培养效果,摸索在GAM肉汤中添加不同浓度的硫酸盐对两种肠道硫酸盐还原菌-Desulfovibrio desulfuricans和Desulfovibrio intestina—zis的培养效果。确定效果最佳的改良GAM培养基配方,并测定在该培养基中D．desulful＇icans的生长曲线。结果与Postgate培养基相比,GAM肉汤能在2d内快速培养D．desulfugicans,但培养至6d时细菌数量大幅降低。在GAM肉汤中添加Na2SO4与FeSO4,在实验浓度范围内,均显著地促进硫酸盐还原菌的生长。在此基础上改良GAM肉汤培养基,培养得到的细菌数量较GAM肉汤显著提高。D．desulfuricans的生长曲线显示,2d时细菌生长达到最高峰,数量可达3．5×10^7 CFU／mL;培养6d,细菌数量为7．3×10^6 CFU／mL。结论基于GAM肉汤改良而得到的增菌培养基,能快速、高效地培养肠道硫酸盐还原菌,为后续进一步研究肠道硫酸盐还原菌的生理功能提供了支持。     

不同光周期对高粱蚜种群参数的影响

【目的】为了探索光周期对高粱蚜Melanaphis sacchari生长发育的影响,构建不同光周期条件下高粱蚜的种群生命表。【方法】利用培养皿离体叶片法,在不同的光周期条件(2L∶22D,6L∶18D,8L∶16D,12L∶12D,14L∶10D,18L∶6D和20L∶4D)下饲养高梁蚜,测定其体重及各项生命表参数。【结果】在12L∶12D光周期时,高粱蚜的体重差(成蚜体重减去刚出生12 h内时的体重)和下代新生蚜体重最高(分别为0.485和0.043 mg);在18L∶6D光周期时体重差和下代新生蚜体重值最低(分别为0.242和0.018 mg)。在14L∶10D,12L∶12D,8L∶16D和6L∶18D光周期时高粱蚜的若虫存活率和成虫生殖力显著高于18L∶6D和2L∶22D时;在不同光周期条件下的净增殖率(R0)为25.90~88.14头/雌,在12L∶12D光周期时的净增殖率最大,在2L∶22D光周期时的净增殖率最小。在不同光周期条件下高粱蚜的内禀增长率(rm)为0.325~0.407;生命表参数与光周期的拟合方程预测出高粱蚜的最适光照时数为9~11 h。【结论】光周期对高梁蚜种群参数有显著的影响,光周期9~11L∶13~15D最适合高粱蚜的生长发育和繁殖,光照过长或过短均会影响高粱蚜种群的发展。     

一株苯酚降解菌的筛选、鉴定及其降解特性

本研究采用逐量分批驯化的方法,从造纸废水中分离得到一株能够以苯酚为唯一碳源生长的苯酚降解菌株F5-1.经形态观察、生理生化特性鉴定及16S rDNA序列分析,将该菌株鉴定为克雷伯菌(Klebsie-lla sp.).该菌株能够在7 h时完全降解初始浓度为100 mg/L的苯酚,降解苯酚主要发生在生长对数期;在pH 5.0～9.0,NaCl浓度0～80 g/L,温度20～40℃范围内,菌株F5-1均可有效降解初始浓度为100～1 200 mg/L的苯酚;能够耐受的最大苯酚浓度为1 500 mg/L.本研究结果表明,F5-1菌株对处理环境条件复杂的含酚废水具有潜在的应用前景.