生物淋滤法去除污泥中的重金属

本研究从剩余活性污泥中分离得到两株土著硫杆菌。对两株菌进行了分类鉴定。确立二者分别为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans, A. f)和嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans, A. t)。将二者的单菌和混合菌分别接种于剩余活性污泥中, 进行了为期9 d的生物淋滤, 对淋滤过程中的pH变化、氧化还原电位(ORP)以及重金属含量进行了检测。结果表明, 生物淋滤9 d混合菌对于As、Cr、Cu、Ni和Zn的去除效果最好; 去除率分别达到了96.09%、93.47%、98.32%、97.88%和98.60%。对于Cd和Pb混合菌生物淋滤的去除率在第6天之后迅速下降, 但是A. t单菌淋滤保持较高的去除率。     

治理重金属污染河流底泥的生物淋滤技术

治理重金属污染河流底泥的生物技术是指利用生物体来消除或降低重金属毒性的方法,包括微生物修复、植物修复和植物.微生物联合修复,具有成本低、去除效率高、脱毒后污泥脱水性能好等优点,近年来在国际上备受关注.本文介绍了近10年来生物技术在治理重金属污染河流底泥方面的研究成果,着重介绍了日益受关注的生物淋滤技术,从微生物学、分子生物学和生物表面活性剂等方面的发展作了详细描述,展望了生物修复在河流底泥重金属污染应用中的前景.     

生物淋滤技术在去除污泥中重金属的应用

利用微生物方法去除污泥中重金属（生物淋滤法）具有成本低,去除效率高,脱毒后污泥脱水性能好等优点,近年来在国际上备受关注,生物淋滤法采用的主要细菌为氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans)和氧化硫硫杆菌（Thiobacillus thiooxidans),在其作用下,污泥中以难溶性金属硫化物被氧化成金属硫酸盐而溶出,通过固液分离即可达到去除重金属的目的,污泥的生物淋滤效果受温度、O2和CO2浓度,起始pH、污泥种类与浓度、底物种类与浓度、抑制因子、Fe^3 浓度等的影响,较为详细地介绍了生物淋滤法的作用机理及高效去除污泥中重金属的操作程序,并对其在环境污染治理方面的应用前景作了分析。     

污泥中重金属的生物淋滤

生物淋滤法(Bioleaching)是指利用自然界中一些微生物(硫细菌)的直接作用或其代谢产物的间接作用,产生氧化、还原、络合、吸附或溶解反应,将固相中某些不溶性成分(如重金属、硫及其他金属)分离浸提出来的技术.在生物淋滤中,嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)和嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans,A.f)被用作有效的淋滤载体[1].这种嗜酸性的化能自养型细菌以大气中的CO2为碳源,以无机物铁或硫为能源来维持生长,不需要提供外来的碳源和电子供体.另外,由于pH值很低,抑制了其他细菌的生长,所以在实际的操作过程中不需要严格的无菌条件.氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌去除重金属适宜于污水处理厂的开放系统,采用土著嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.f)和氧化硫硫杆菌(A.f)进行重金属去除.也就是说,处理什么地方的污泥,就在什么地方分离A.f和A.t,这样分离的微生物在生物淋滤过程中能发挥较好的作用.这也是微生物在自然界生长繁殖的特点之一.本期介绍了王聪、宋存江等[2]从剩余活性污泥中分离得到两株土著硫杆菌,对两株菌进行了分类鉴定,确定二者分别为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌杆(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)和嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans,A.t),将二者的单菌和混合菌分别接种于剩余活性污泥中,进行了为期9 d的生物淋滤,对淋滤过程中的pH变化、氧化还原电位(ORP)以及重金属含量进行了检测.结果表明,生物淋滤9 d的混合菌对于As、Cr、Cu、Ni和Zn的去除效果最好,去除率分别达到了96.09%、93.47%、98.32%、97.88%和98.60%.混合菌生物淋滤对于Cd和Pb的去除率在第6天之后迅速下降,但是A.t单菌淋滤保持较高的去除率,此结果为进一步的应用打下了良好的基础.     

一株产赭曲霉毒素A黑曲霉的筛选与鉴定

【目的】筛选出可产生赭曲霉毒素A (OTA)的霉菌菌株。【方法】利用CYA和YES培养基从实验室32个霉菌样品中筛选目的菌株。利用高效液相色谱-荧光检测法对OTA产生菌进行初筛,利用高效液相色谱-质谱联用对OTA初筛菌株进行复筛。通过菌落形态、菌丝及分生孢子形态、ITS DNA序列、β-Tubulin基因序列及Calmodulin基因序列分析等鉴定目的菌株。【结果】得到一株OTA产生菌株1062,该菌株能在25 °C条件下,在CYA、YES和CA培养基中很好生长。结合形态学、对培养基的要求以及上述3个基因序列的进化树分析,该菌株属于黑曲霉(Aspergillus niger)。【结论】菌株1062具有OTA产生能力,是一株黑曲霉。     

底物种类和浓度对污泥重金属生物淋滤效果的影响

以生污泥为材料,研究单质硫(浓度分别为5、10、20 g/L)、FeSO4?7H2O (浓度分别为10、20 g/L）和硫代硫酸钠（浓度分别为10、20 g/L）三种底物的不同浓度对污泥中Zn、Cu、Pb、Cd、Cr和Ni六种重金属生物淋滤效果的影响。结果表明：单质硫的致酸性最好,第4天pH值就达到2.0左右,Zn、Cu、Pb、Cr和Ni的滤出量最大（原污泥Cd未检出）,并以底物投放浓度在10～20 g/L为佳。FeSO4?7H2O的致酸性和重金属滤出量较单质硫弱。硫代硫酸钠在浓度10 g/L时,致酸性和重金属的滤出量介于单质硫和FeSO4?7H2O之间,但浓度20 g/L时滤液呈碱性,重金属难于滤出甚至不滤出。     

城市河道底泥污染生物修复技术研究

城市河道受污染底泥对水体产生大的二次污染,为有效的控制底泥污染物的释放和开发有效的水体治理技术方法,本研究利用人工模拟河道在连续流条件下,对河道污染底泥的生物修复及其对水体生物修复的影响进行了试验研究。研究结果表明:采用曝气增氧和投加底泥生物修复制剂联合处理的方式能达到好的底泥生物修复效果,能有效的提高底泥的生物降解活性(G值),削减底泥氮磷污染物的释放量,底泥G值与底泥氮、磷污染物释放量呈显著负相关性:单独采用曝气增氧和投加土著微生物制剂联合实施的生物修复方法对河道污染水体均具有良好的修复效果,但底泥的生物修复将对河道水体生物修复的效果产生大的影响。底泥生物修复后,对水体进行生物修复的处理效果更加显著,在相同实验条件下,对水体COD、氨氮的最大去除率由65.0%和16.30%提高到72.0%和41.0%,水体生物修复的周期由13 d缩短为6 d。     

脂肪酶产生菌的筛选及一株黑曲霉产脂肪酶最适条件研究

通过固体平板筛选,从520株真菌中分离得到194株产脂肪酶菌。再选择其中透明圈较大的43株菌进行液体复筛,得到产酶活力最高的一株菌为黑曲霉L_1。最后,确定了此菌的最适产酶条件为:橄榄油作碳源,酵母膏作氮源,pH5.8,28℃培养4天。     

一株马铃薯干腐病拮抗菌的筛选、鉴定及其生物防效

【背景】马铃薯干腐病是一种由镰刀菌引起的田间和储藏期都普遍发生的病害,主要引起块茎腐烂,致使马铃薯品质和产量降低,严重影响其食用价值和经济价值。【目的】发掘有效的生防菌株以控制马铃薯干腐病,并探究其抑菌作用。【方法】从甘肃定西地区马铃薯根际土壤中分离到109株细菌,以硫色镰刀菌(Fusarium sulphureum)为靶标菌,采用平板对峙法筛选拮抗菌,并通过形态学、生理生化特征及16S r RNA基因序列分析对拮抗菌株进行鉴定。检测拮抗菌无菌发酵液对F.sulphureum菌丝生长、孢子萌发、马铃薯块茎损伤接种病斑直径、干腐病发病率及对绿豆种子发芽的影响。【结果】筛选到一株对马铃薯干腐病有较强抑制作用的菌株YL11,经鉴定其为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)菌株。YL11菌株无菌发酵液对F.sulphureum菌丝生长、孢子萌发、马铃薯块茎病斑扩展、干腐病发病率、毒素活性均有显著抑制作用。20%无菌发酵液对F.sulphureum菌落生长的抑制率达到87.3%;75%无菌发酵液可完全抑制孢子萌发;无菌发酵液浸泡能有效抑制马铃薯干腐病病斑的扩展,14 d时对病斑扩展的抑制率达到67.1%;90 d后干腐病的发生率降低了68.4%;同时降低了F.sulphureum毒素的活性。【结论】拮抗菌株YL11能显著抑制F.sulphureum的生长,对马铃薯干腐病有较强的生物防治效果,具有潜在的应用价值。     

生物吸附法去除重金属离子的研究进展

随着科学技术的快速发展,人类对生物领域的研究也在逐渐的加深。近年来,生物吸附法的广泛应用对解决重金属的污染问题有很大的作用,为人们的生活提供了很大的帮助。本文首先从生物吸附法去除重金属离子应用的现状谈起,进而介绍几种常见的生物吸附机理,通过比较它们吸附的原理从而探索在实际生产中注意的问题,最后详细叙述生物吸附法去除重金属离子的相关应用,旨在为处理废水等方面做出贡献,努力开拓我国的经济市场,为人民的生活创造有益的价值。     

一株养殖水体中亚硝酸盐去除菌的鉴定及其去除条件

【目的】从养殖污泥中分离筛选优良亚硝酸盐去除菌,并对其去除条件进行研究。【方法】从养殖污泥中分离亚硝酸盐去除菌,进一步通过测定比较分离菌株对亚硝酸盐的去除率,筛选优良的亚硝酸盐去除菌,通过API ID32GN细菌鉴定系统以及16S rDNA序列分析法对其进行鉴定,并采用单因子法研究其去除亚硝酸盐的条件。【结果】从养殖污泥中分离筛选了一株优良的亚硝酸盐去除菌AQ-3,其对50 mg/L亚硝酸盐的去除率高达99.47%。菌株AQ-3被鉴定为鲍曼氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)(GenBank登录号:JF751054.1),其16S rDNA序列与基因库中不动杆菌属菌株的16S rDNA序列有99%?100%的同源性,而且与鲍曼氏不动杆菌KF714株(GenBank登录号:AB109775)的亲缘关系最近。菌株AQ-3去除亚硝酸盐的最适初始pH范围为7?9,最佳碳源为乙酸钠和丁二酸钠,而且随着初始菌浓度的不断增大,菌株AQ-3对亚硝酸盐的去除率显著升高;随着亚硝酸盐浓度的不断增大,菌株AQ-3对亚硝酸盐的去除率逐渐降低。【结论】在丰富亚硝酸盐去除菌种质资源的同时,为该菌在养殖水体中的实际应用提供了理论基础。     

乌鲁木齐市道路林带土壤抗重金属细菌的筛选及重金属去除能力

【背景】道路重金属污染问题日益严峻,寻找高效的微生物资源用于环境修复已迫在眉睫。【目的】从乌鲁木齐市道路林带土壤中筛选抗重金属菌株,并对其重金属去除能力进行探究。【方法】使用含5种重金属离子(铅、镉、锌、铜、镍)的4种培养基进行抗性菌株筛选,通过形态学特征和16S rRNA基因序列进行鉴定,采用电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)检测分离株对重金属离子的去除情况。【结果】4种分离培养基中,TSA是抗重金属菌株筛选的最适培养基,共筛选出16株抗重金属菌,其中4株抗Pb菌、4株抗Cd菌、4株抗Zn菌、3株抗Cu菌和1株抗Ni菌,其抗性分别高达3 000、800、600、300和400mg/L,16株菌中以芽孢杆菌属(Bacillus)数量最多。在初始浓度为700mg/L Pb²⁺下,菌株Pb6的去除率高达92.48%,菌株Pb11、Pb3和Pb9的去除率分别为27.70%、40.37%和58.88%;在200mg/L Cd²⁺...     

一株产赭曲霉毒素A黑曲霉及其产毒条件

以甘肃河西走廊葡萄酒产区分离的曲霉属黑色组H1菌株为试验材料,依据形态特征和基于rDNA ITS、β-tubulin及calmodulin基因序列的系统发育分析,将其鉴定为黑曲霉Aspergillus niger。利用HPLC-FLD和UPLC-MS/MS检测分析确认H1菌株具有产生赭曲霉毒素A(OTA)的能力。进一步研究了培养条件对H1菌株产毒的影响。试验结果表明,YES培养基比CYA培养基更利于H1菌株的营养生长和产OTA;18–25℃,该菌生长较慢,但OTA产量高;18℃H1菌株在YES培养基上培养9d时OTA的产量达到最大值,为26.01μg/g YES;30–37℃该菌的生长速率显著提高,但OTA产量很低,甚至不产OTA。试验结果表明,温度和营养条件是影响H1菌株产生OTA能力的重要因素。     

一株生物絮凝剂产生菌的筛选及絮凝活性研究

从活性污泥中筛选到一株产絮凝剂的菌株WJ-100。该菌株产絮凝剂的适宜pH塑6．5。适宜温度为25℃～40℃,摇床速度为80～240r／min;Na^＋、K^＋、Ca^2＋、Fe^3＋均有较好的促絮凝作用,Ca^2＋尤为显著;WJ-100以多种糖类为良好碳源,絮凝率达99.2％、99．8％甚至100％;该菌株在高岭土悬液pH2．0～10．0范围均有较好的絮凝效果。WJ-100在较大的pH、温度、碳源、摇床速度、搅拌速度等范围内均具有很高的絮凝活性,显示出重要的研究和应用价值。     

一株可溶性有机磷去除菌的分离及其生物学特性

以甘油磷酸钠(Sodium Glycerophosphate,以下简称NaGly)作为外源可溶性有机磷,从富营养化的养殖池污泥中分离到5株可溶性有机磷去除菌株,通过除磷率比较,筛选出一株最为高效的菌株D2,其对初始浓度为5mg/L甘油磷酸盐磷(Phosphorus Glycerophosphate,以下简称GP-P)的去除率可达99.0%。此外,对其进行了16SrRNA基因序列测定,并进一步研究了其生长特性与除磷特性。试验结果表明,菌株D2为肠球菌(Enterococcus sp.),与屎肠球菌(Enterococcus faecium)菌株KT4S13(登录号:AB481104)和CICC6078(登录号:DQ672262)的16SrRNA基因序列相似性近100%;其生长周期为:0-4h为生长迟缓期,4-8h为对数生长期,8-28h为稳定期,28h以后为衰亡期;且在15°C-40°C、pH4.0-9.0以及5-40mg/LGP-P条件下均能够生长,其中菌株D2最适生长的温度范围和pH范围分别为30°C-35°C、6.0-7.0,而且20-30mg/LGP-P能显著促进菌株D2生长。此外,菌株D2在进入衰亡期之前随着作用时间的延长,对20mg/LGP-P的除磷率逐渐升高,在进入衰亡期后的28-32h内对20mg/LGP-P的除磷效果趋于稳定,其在15°C-40°C、pH4.0-9.0以及5-40mg/LGP-P条件下均具有除磷作用,其最适除磷温度范围、pH范围和GP-P浓度范围分别为25°C-35°C、6.0-7.0和5-10mg/L。     

微紫青霉菌菌株GXCR对低品位黄铜矿中的Cu和Fe的生物淋滤及其淋滤机制

研究了Penicillium janthinellum菌株GXCR对低品位黄铜矿中的Cu和Fe的生物淋滤浸出.结果表明摇浸淋滤效率优于静置浸没淋滤效率,对Cu的淋滤浸出效果最佳;在添加最佳碳源(10%蔗糖,W/V)、氮源(1.5% NaNO3,W/V)、摇浸淋滤和最佳条件组合(淋滤培养基初始pH 6.0,矿石大小200目,矿石浓度5%(W/V)和初始接种菌量3.0×105分生孢子/mL)时,Cu的浸出率达到87.31%(W/W);摇浸淋滤时影响Cu的生物浸出的主要因素是淋滤培养基初始pH(FF0.05);对Cu和Fe淋滤起主要作用的有机酸分别是柠檬酸和草酸;浸没淋滤效率低是与柠檬酸和草酸产量低有关;GXCR的生物淋滤机制有2种:柠檬酸和草酸的生化作用和菌体附着生长所产生机械压力对矿石的破碎作用.     

一株邻苯二甲酸二丁酯降解菌的筛选及其降解特性

【目的】从自然环境中筛选邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)降解能力较强的微生物,并研究其降解特性和代谢途径。【方法】从杭州市河道污水出口的淤泥中筛选到DBP降解菌ZJUTW,对其进行形态、生理生化特征、16SrRNA基因序列分析,考察该菌株对DBP的降解特性,并用GC-MS分析降解中间产物。【结果】该菌株经鉴定为Arthrobacter sp.,降解DBP的最适温度和最适pH值分别为30°C和7.0-8.0,可降解多种邻苯二甲酸酯类化合物;当DBP浓度为800 mg/L时,半衰期为10.47 h;菌株的休止细胞(OD_(600)=1.2)可在20 h内将1 200 mg/L的DBP完全降解。利用GC-MS进行中间产物分析,该菌株可通过酯交换方式起始DBP的降解。【结论】Arthrobacter sp.ZJUTW对DBP有较强的降解能力和较高的耐受性,具有潜在的应用前景。     

一株萘降解菌的筛选及其降解途径

从胜利油田被污染土壤中筛选出一株能够以萘为唯一碳源的菌株W1,经形态和生理生化以及16S rD-NA测序分析,初步鉴定为沙雷氏菌属。其最适生长条件为35℃,pH 7.5。该菌对盐及萘有较好的耐受性。当培养基盐质量浓度为30 g/L,底物萘质量浓度为100 mg/L时,培养3 d后,其萘降解率仍可达到80.9%。当萘浓度为800 mg/L时,仍具有一定的降解作用,降解率为15.8%。通过对菌株降解原油前后组分的GC-MS分析,以及检测其降解多种底物后的吸光度,得出该菌能利用苯酚、甲苯、苯甲酸、1-萘酚、丙酮、辛烷生长,对原油中组分C20～C23、C33～C36的直链烃有较好的降解效果。经UV-Vis扫描其降解中间产物,初步判断其萘降解生物途径为邻苯二酚途径,萘首先被其降解生成水杨酸,而后转化为邻苯二酚,开环并生成一系列小分子物质,最后进入三羧酸循环。     

一株钠长石分解菌的筛选及其生长特性

【背景】钠长石中钠元素的存在给矿物加工利用带来严重的问题。【目的】获得一株对钠长石具有显著分解效果的菌株,以脱除钠长石中钠元素。【方法】以钠长石为唯一钠源,从内蒙古盐湖土壤中筛选分解能力强且性能稳定的菌株,通过形态学观察、生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定,构建其系统发育树,绘制生长曲线并探究培养条件对菌株生长的影响。【结果】筛选到一株钠长石分解菌,经鉴定为约翰逊不动杆菌(Acinetobacter johnsonii),3-11 h为对数生长期,最佳培养条件：初始pH 9.0,培养温度25℃,盐浓度2%,摇床转速150 r/min,接菌量5%,装液量100mL/250mL、牛肉膏为唯一碳源,蛋白胨为唯一氮源。【结论】首次报道约翰逊不动杆菌具有高效分解钠长石的性能,为生物脱钠提供菌株来源。     

云南玉溪城市河道底泥重金属污染特征与潜在生态风险评价

通过分析不同水期玉溪大河河道底泥的理化参数及主要重金属含量,评价其潜在生态风险,并探讨了重金属的污染特征及污染物间的相关性。结果表明:玉溪大河河道底泥8种重金属元素As、Hg、Cu、Pb、Cr、Ni、Cd和Zn含量平均值分别为75.2、1.528、84.4、107.1、65.6、28.4、9.00、738 mg·kg~(-1),除Ni外,其余7种元素均明显高于相应的背景值;Cd仅与TP显著正相关,而As、Hg、Pb、Cu、Cr、Zn、Ni 7种金属元素之间存在显著相关性,表明这些元素污染具有同源性;潜在生态风险评价结果显示,单个重金属潜在生态风险顺序为CdHgAsPbCuZnNiCr;整条河道底泥的潜在生态危害指数值为151~12621,平均值为2362.2,属于极强潜在生态危害,其中河道下段综合潜在生态风险高于上段;As、Cd和Hg等重金属主要来自红塔区工业排放。