微生物降解联苯的研究进展

联苯是一种有机污染物,在自然环境中很难分解。目前研究的降解方法中,微生物降解最有潜力。微生物法处理成本低、效果好、无二次污染,且操作简单,能够实现真正意义上的再循环。该文对国内外开展的微生物降解联苯的相关研究进行了综述,对联苯降解的菌群、代谢途径及其关键酶进行了详细的阐述,指出了微生物降解联苯存在的关键问题是修复效率低,高效菌株的筛选、基因工程菌的构建及其多种修复技术的结合是今后研究的方向。     

合成生物学在环境修复中的应用

环境问题是21世纪人类面临的最严重的挑战。随着现代工农业飞速发展,生态环境日益恶化,难降解污染物如新兴污染物逐渐显现,已成为制约社会经济可持续发展的重要因素。微生物具有强大的环境修复能力,但是其进化速度远不及新兴污染物出现的速度,亟需应用合成生物学的技术来解决这一难题。在充分认识难降解有机污染物微生物降解(途径)特性的基础上,利用我国丰富的微生物与基因资源,运用合成生物学的手段,定向设计和改造现有降解菌株,构建能够降解一种或多种污染物的工程菌株;同时针对复合型污染,如废水等,在建立典型有机污染物代谢、调控和抗逆相关基因元件的模块库基础上,引入人工菌群等策略,对生物系统进行理性设计和组装,构建典型环境污染物的高效降解菌群,可有效促进我国新兴污染物微生物分解代谢的研究,为环境修复的工程应用提供技术支持。     

烟草废弃物中的难降解有机物的微生物降解研究进展

烟草废弃物的资源化利用及无害处理过程,需要利用微生物高效降解其中的难降解物质,如木质素与尼古丁。本文主要综述烟草废弃物中难降解物质的生物降解研究进展。迄今,已经发现了不少木质素和尼古丁的微生物降解菌株,对其降解机理及应用已有不少研究报道,但其在烟草废弃物处理中的应用方面报道较少。木质素和尼古丁降解菌可以用于废次烟叶（烟梗）木质素的消减和尼古丁去除,但同时也需要考察菌株的降解能力和应用环境的适用性。具备降解木质素和尼古丁双重功能的菌株更有应用前景,但迄今发现较少。基于全基因组分析和微生物组学技术的复合菌群的研究也是重要的研究方向,将推动含木质素和尼古丁等多种难降解物质的废次烟叶的处置技术发展和实际应用。     

微生物法去除水中氯苯类化合物的研究进展

氯苯类化合物是水环境污染中的主要污染物之一, 本文主要介绍了目前国内外微生物法处理水中氯苯类化合物的最新研究成果, 包括氯苯类化合物的微生物好氧降解、厌氧降解、共代谢、生物活性炭以及生物处理工艺等, 并展望了该领域今后的研究方向。     

微生物法去除水中氯苯类化合物的研究进展

氯苯类化合物是水环境污染中的主要污染物之一,本文主要介绍了目前国内外微生物法处理水中氯苯类化合物的最新研究成果,包括氯苯类化合物的微生物好氧降解、厌氧降解,共代谢、生物活性炭以及生物处理工艺等,并展望了该领域今后的研究方向.     

嗜热菌对有机污染物的降解及其应用研究进展

有机污染物造成的环境问题日趋严重,嗜热菌具有高效降解环境有机污染物的潜力.嗜热菌在高温条件下降解有机污染物,代谢速度快,嗜温杂菌的竞争减少,同时高温环境下一些难降解有机物的溶解度和生物可利用性大大提高,有机污染物可得到快速、彻底降解.因此,嗜热菌对有机废水生物处理及有机物污染场地生物修复等意义重大.本文从嗜热菌降解有机污染物的特点、温度的影响、降解途径、降解酶及其编码基因及工程应用等角度,介绍了嗜热菌降解有机污染物的研究进展,并对嗜热菌降解有机污染物的机理、菌种资源储备、技术策略及应用研发等研究方向进行了展望.     

多环芳烃污染土壤微生物修复研究进展

多环芳烃是我国土壤环境质量标准中要求严格管控的一类持久性有机污染物,利用微生物技术修复有机污染土壤具有绿色、经济等突出特点,应用前景广泛。目前多学科的协同发展和新技术的研究应用,为多环芳烃土壤微生物转化机制与污染生态过程等方面带来了新的认识,同时对修复技术的实际应用与调控提供了新的思考方向。本文以多环芳烃污染土壤微生物修复为主体,从污染土壤微生物修复应用技术、多环芳烃微生物降解特征、土壤体系污染物归趋规律与微生物作用及土壤污染微生物群落响应与研究技术等方面进行综合评述,并针对现存应用技术瓶颈和理论空白作进一步思考和展望。     

生物电化学系统处理废气的研究进展

生物电化学系统(Bioelectrochemical systems,BESs)可将污染物的降解转化与电能紧密耦联,具有适用基质广泛、反应过程温和且效率高的特点,在环境污染治理中具有广阔的应用前景。近几年,BESs也逐渐被应用到废气处理。由于微生物和电化学过程的复合作用,BESs显示出较高的处理效率和良好的应用前景。本文在对废气类型、效果及反应器构型进行总结的基础上,还对BESs中的重要功能微生物和微生物电化学反应机理进行介绍和讨论,并对BESs在废气处理方面需要解决的问题和研究方向进行展望,以期为提高生物电化学系统的处理性能提供参考。     

微生物菌剂在难降解有机污染治理的研究进展

大量的难降解有机污染物被排放到环境中,因其蓄积性、持久性和生物毒性,对人类健康和生态环境造成严重危害。近年来,利用微生物菌剂治理难降解有机污染物的研究已取得较好的进展。综述微生物菌剂在国内外的发展历程,介绍微生物菌剂制备中常用的固定化技术及载体材料,并分析总结微生物菌剂在酚类物质、多环芳烃和多氯联苯等有机污染物治理中的研究进展。在此基础上,提出治理难降解有机污染物的微生物菌剂研发所存在的主要问题及其展望。     

微生物胞外活性氧的产生及其促进有机污染物降解的研究进展

生物法处理是环境中有机污染物去除的主要途径,具有费用低、环境影响小等特点,其不足之处在于所需处理时间长,尤其当有机污染物难降解时,处理时间长达数十年甚至数百年.胞外活性氧(extracellular reactive oxygen species,EROS)是微生物代谢时产生的一类含氧活性基团,对难降解有机物的生物降解...     

生物净化废气技术的进展

生物技术以其能在常温常压下将污染物降解为无毒无害的简单物质、无二次污染、运行费用低等优点,目前已应用于许多废气处理,并已经形成了一套关于可生化气体的净化原理和工业应用经验的重要体系。文中介绍了生物技术处理污水处理厂、养殖场排放的恶臭气体、工厂排放的硫化物的发展,并分析了解决生物膜堵塞的途径,以及分子生物学在废气生物处理中的应用研究,提出生物净化废气技术的发展方向,期待该技术在国内能得到更广泛的应用。     

生物净化废气技术的进展

生物技术以其能在常温常压下将污染物降解为无毒无害的简单物质、无二次污染、运行费用低等优点,目前已应用于许多废气处理,并已经形成了一套关于可生化气体的净化原理和工业应用经验的重要体系。文中介绍了生物技术处理污水处理厂、养殖场排放的恶臭气体、工厂排放的硫化物的发展,并分析了解决生物膜堵塞的途径,以及分子生物学在废气生物处理中的应用研究,提出生物净化废气技术的发展方向,期待该技术在国内能得到更广泛的应用。     

Oxidoreductases for the remediation of organic pollutants in water – a critical review

Water contamination by various recalcitrant organic aromatic compounds is an emerging environmental issue that is increasingly attracting the attention of environmental scientists. A great majority of these recalcitrant pollutants are industrial wastes, textile dyes, pharmaceuticals, hormones, and personal care products that are discharged into wastewater. Not surprisingly, various chemical, physical, and biological strategies have been proposed and developed to remove and/or degrade these pollutants from contaminated water bodies. Biological approaches, specifically using oxidoreductase enzymes (such as peroxidases and laccases) for pollutant degradation are a relatively new and a promising research area that has potential advantages over other methods due to their higher efficiency and the ease of handling. This review focuses on the application of different classes of oxidoreductase enzymes to degrade various classes of organic pollutants. In addition to classifying these enzymes based on structural differences, the major factors that can affect their remediation ability, such as the class of peroxidases employed, pH, molecular structure of the pollutant, temperature, and the presence of redox mediators are also examined and discussed. Interestingly, a literature survey combined with our unpublished data suggests that “peroxidases” are a very heterogeneous and diverse family of enzymes and have different pH profiles, temperature optima, thermal stabilities, requirements for redox mediators, and substrate specificities as well as varying detoxification abilities. Additionally, remediation of real-life polluted samples by oxidoreductases is also highlighted as well as a critical look at current challenges and future perspectives.     

折流曝气生物滤池中污染物与微生物沿程变化规律

BBAF滤池是一种新型曝气生物滤池,为考察其中污染物与微生物沿程变化规律,分析了不同厚度滤层对有机物、氨氮等污染物的去除效果,MPN法测定了具有代表性滤层厚度处的异养菌和硝化菌数量;通过镜检观察研究了BBAF滤池中微生物种群的沿程分布特点。研究表明:BBAF滤池中COD浓度随滤层厚度增加逐渐降低,前4个单池对COD有很好的去除效果,但对氨氮的去除作用较弱,其中的微生物以异养菌为主;第5、6、7单池中,有机负荷较低,促进了硝化菌增殖,提高了硝化效果。BBAF滤池的各单池之间存在浓度梯度,使不同滤层中形成了微生物优势种属,有利于BBAF滤池达到最佳运行效果。     

Feasibility study of a compact process for biological treatment of highly soluble VOCs polluted gaseous effluent.

Volatile organic compounds (VOCs), representing a wide range of products mainly generated by industrial activity, are involved in air pollution. This study deals with a new biological treatment process of gaseous effluent combining a gas/liquid contactor called an "aero-ejector" and a membrane bioreactor. Combining these two innovative technologies enables a high elimination efficiency to be reached.We first focus on transfer phenomena characterization in a pilot installation on a laboratory scale, using a gaseous effluent polluted with a low ethanol concentration (7.1 x 10(-3) kg.m(-3)). These experiments demonstrated the good transfer performances since 90% of the ethanol was absorbed in the liquid phase in one step. After this physical characterization, the biological aspect of the system was studied using the yeast Candida utilis as microorganism. During the experiment, no ethanol was measured in the fermentation broth nor in the outlet gas, confirming the efficiency of ethanol elimination by C. utilis. The experimental procedure emerging from the present study strongly validates the suitability of this process for ethanol removal from air.     

甲酸生物利用的研究进展

利用微生物细胞工厂实现高效的原料利用和目标物质合成是合成生物学的重要研究方向之一。传统工业微生物主要以糖基类原料作为发酵底物,而发掘更为廉价的碳资源并实现其高效利用,值得探究。甲酸是重要的有机一碳资源,亦是基本有机化工原料之一,广泛应用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。近年来受产业需求波动的影响,甲酸生产面临产能过剩的困境,亟待发展新的转化路径来拓展和延伸相关产业链,而生物路线是重要方向之一。然而,天然的甲酸利用微生物普遍存在生长缓慢、甲酸代谢效率低以及分子工具匮乏造成遗传改造困难等问题,亟待改造和优化;而人工构建甲酸利用微生物的研究尚处于起始阶段,存在极大的发展空间,值得关注。文中对近年来甲酸生物利用的研究进展进行了梳理和总结,并对今后的研究重点和方向提出建议。     

微生物发酵法生产聚羟基脂肪酸酯的研究进展

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)是一类由羟基脂肪酸单体通过酯化聚合得到的高分子化合物,因具有传统石油基塑料类似的力学特征、100%生物降解性和生物相容性而被认为是最有潜力的绿色环保材料之一。受限于其高昂的生产成本,PHAs作为绿色环保材料的应用推广困难。文中分别从细胞形态调控、代谢途径构建、廉价碳源利用和开放式发酵技术开发等方面详细介绍了目前有效降低PHAs生产成本的方法。尽管大部分研究成果还局限于实验室阶段,但是研究方法和方向为实现低成本PHAs的工业化生产提供了理论指导。     

Microbial Production of Hydrogen by Mixed Culture Technologies: A Review

With its high energy content and clean combustion, hydrogen is recognized as a renewable clean energy source with enormous potential. Biological hydrogen production is a promising alternative with significant advantages over conventional petroleum‐derived chemical processes. Sustainable hydrogen production from renewable resources such as cassava, wastewater, and other agricultural waste is economically feasible for industrial applications. So far, the major bottlenecks in large‐scale biological hydrogen production are the low production rate and yield. This review discusses the various factors that affect the metabolic pathways of dark hydrogen production, and highlights the state‐of‐the‐art development of mixed culture technology. The aim of this review is to provide suggestions for the future directions of mixed culture technology, as well as by‐product valorization in dark fermentation.     

厌氧反应器中颗粒污泥的培育及应用研究进展*

厌氧生物处理技术因其具有有机负荷高、污泥产量低、能耗低等优点被广泛应用于各种废水处理中。厌氧颗粒污泥具有沉降性能好、微生物浓度高、有机负荷高等优点,极大地提高了废水处理效率。尤其在处理含高氨氮废水中,厌氧颗粒污泥的形成对反应器的高效生物脱氮至关重要。但到目前为止,厌氧反应器中的颗粒污泥形成及废水处理效果还缺乏系统的认识。鉴于此,总结了厌氧反应器中颗粒污泥的形成机制,分析了影响厌氧反应器中颗粒污泥形成的因素,论述了厌氧反应器中厌氧颗粒污泥生长的模拟,最后介绍了厌氧颗粒污泥在国内外的主流应用。厌氧反应器中颗粒污泥的形成是综合因素影响的结果,对影响厌氧颗粒污泥形成的每个因素都需要认真对待,可为在厌氧反应器中颗粒污泥的培育和应用提供理论指导和技术支撑。     

Bioremoval of Cyanide and Phenol from Industrial Wastewater: An Update

In nature, phenols and cyanides are produced by certain microbes and plants. Phenols are antioxidants found in almost all plants, and cyanides are important components of lima beans, almonds, and cassava. Their presence in small amounts may not upset the environment, but their large-scale production, wide applicability, and unrestricted release by the industries makes them widespread and important pollutants. Phenols and cyanides can be recovered/removed from wastewater streams using various physicochemical techniques practiced commercially. Lack of complete mineralization, cost-effectiveness, and release of secondary by-products are amongst a few of the major considerations that limit the installation of such processes. Biological removal of such pollutants from industrial waste has gained momentum in recent years, as they promise to surpass the major drawbacks laid by the physicochemical methods and can be practically carried out in all conditions. Presence of either cyanide or phenol is highly dangerous, and in the presence of both, the effect is compounded. The present review illustrates the various industries involved in the release of phenols, cyanides, or both; it summarizes the available technologies for their treatment and emphasizes recent advances and advantages of biological abatement of these pollutants.