高环多环芳烃降解菌的筛选及其降解特性

通过富集培养及平板升华法从本溪钢铁公司周边多环芳烃(PAHs)污染土壤中分离出7株PAHs降解菌。以芘和苯并[a]芘为底物进行摇瓶降解实验,结果表明:G1、G2和G3菌株对高环PAHs芘和苯并[a]芘均具有较强的降解能力。进一步研究此3株菌及混合菌对原状污染土壤中PAHs的降解能力,发现80 d时对总PAHs的降解顺序依次为:混合菌G2G1G3,其中混合菌对PAHs降解率较单菌分别提高了9.17%、11.49%和16.11%;4个处理对4~6环PAHs的降解率较对照组相比提高的倍数随着环数增加而增大;总PAHs的降解率与脱氢酶的活性呈正相关。电场影响G1、G2和G3菌株对PAHs降解,在1.0 V·cm~(-1)电场条件下,4环、5环及6环PAHs降解率较单纯微生物修复提高12.13%、13.35%和14.52%,说明3株菌具有较强的电场适应能力,可在高环PAHs污染土壤的电动-微生物修复中应用。形态学观察及16S rRNA序列比对分析表明,G1、G2、G3菌株分别为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)、苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.)和无色杆菌属(Achromobacter sp.)。     

玉米芯、竹炭及油枯吸附-海藻酸钠包埋施氏假单胞菌PFS-4对二氯喹啉酸的降解

采用玉米芯、竹炭及油枯吸附-海藻酸钠包埋对分离到的施氏假单胞菌PFS-4进行复合固定.采用正交试验对固定化条件进行优化,研究了固定化菌剂及游离菌体对二氯喹啉酸的降解效果.结果表明: 固定化菌剂制备的最佳条件为:海藻酸钠质量分数为4%、吸附载体比例(玉米芯∶竹炭∶油枯)为1∶2∶1、CaCl₂质量分数为3%、交联时间4 h.固定化菌剂在温度为30 ℃、初始pH=7的条件下,经6 d培养后,对浓度为800 mg·L^-1的二氯喹啉酸降解率为91.4%,而游离菌体的降解率为72.8%.将游离菌体和固定化菌剂用于实际污水及土壤处理时,固定化菌剂对水中及土壤中二氯喹啉酸去除率仍能分别达到84.2%和74.3%.研究结果表明,载体及其联结方式对土壤中二氯喹啉酸去除产生显著影响,翻动频率与土壤中二氯喹啉酸的去除率呈显著正相关.因此,玉米芯、竹炭及油枯吸附-海藻酸钠复合固定施氏假单胞菌PFS-4对不良环境具有较好的缓冲性能,对二氯喹啉酸污染水体及土壤原位生态修复具有潜力.     

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。     

固定化微球降解土壤中PAEs效果及影响因素

旨为研究土壤邻苯二甲酸酯污染修复中,固定化微球降解土壤中邻苯二甲酸酯的效果及影响因素。以海藻酸钠为载体,采用包埋法对课题组前期提取的微小杆菌进行固定化,比较固定化微球和游离菌降解土壤中邻苯二甲酸酯(Phthalates esters,PAEs)的效果及pH、温度、重金属、无机盐等对降解菌降解目标物的影响。结果显示:(1)在土壤环境相同条件下,固定化微球对邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl ortho-phthalate,DMP)、邻苯二甲酸二正丁酯(Di-n-butyl ortho-phthalate,DnBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(Bis(2-ethylhexyl)ortho-phthalate,DEHP)的降解效果高于游离菌,DMP在7 d可降解完全,DnBP在10 d内可降解完全,DEHP在20 d降解率63.73%;而游离菌则在15 d内完全降解DMP,20 d内完全降解DnBP,DEHP在20 d降解率48.77%;(2)不同pH值时,固定化微球对DMP、DnBP、DEHP的降解率均高于游离菌,pH9时,固定化微球对于DMP、DnBP、DEHP的降解率最高分别为96.81%、89.39%、58.35%;(3)不同温度,固定化微球对DMP、DnBP、DEHP的降解率也均高于游离菌,温度为30℃时,固定化微球对于DMP、DnBP、DEHP的降解效率达到最高,分别为96.27%、89.19%、59.01%;(4)重金属使游离菌对DMP、DnBP、DEHP降解率下降较多,而使固定化微球对DMP、DnBP的降解率仅下降了16.35%、9.95%,DEHP不仅没有降低,反而增加2.49%,说明重金属对游离菌起到很强的抑制作用,但对于固定化微球的降解效果影响较小;(5)盐碱条件下,中性盐极大降低了游离菌和固定化微球降解DMP、DnBP、DEHP的降解能力,碱性盐和混合盐对降解菌影响较小,且增强了固定化微球对DnBP、DEHP的降解能力。固定化微球降解PAEs效果明显高于游离菌,对外界环境有更好的适应能力,且对重金属、无机盐污染环境有一定的抵御能力。     

固定化引进菌降解土壤中芘和苯并(a)芘的效果比较

将引进菌用于有机污染土壤中芘和苯并(a)芘的生物修复,目的是使引进菌在环境工程中的利用成为可能.通过对引进的3株细菌进行固定化包埋,研究了它们对土壤中芘和苯并(a)芘的降解效果.结果表明,引进菌驯化固定后,无论是单株菌还是混合菌对污染物的降解都明显高于游离菌,与土著固定菌相比,部分引进菌具有一定的优势.通过不同时间采样点的对比分析可以看出,引进菌混合固定后对污染物的降解效果相对较好,在96 h时B61B67对芘和苯并(a)芘的降解率分别为43.49%和38.55%.     

紫松果菊对多环芳烃重污染土壤修复效能

采用盆栽试验,以实际油田污染土与自然土和沙土按照一定比例配置两种污染浓度的土壤(PAHs总浓度分别为122.40和183.60 mg·kg-1),以株高、生物量变化以及芘(Pyr)、屈(CHR)、苯并b荧蒽(Bb F)、苯并k荧蒽(Bk F)4种多环芳烃去除率为指标,研究了紫松果菊对PAHs污染土壤的修复效能。结果表明:(1)4种多环芳烃污染土壤对紫松果菊株高和生物量有明显抑制作用,在PAHs总浓度为183.60 mg·kg-1时,紫松果菊仍能存活,说明紫松果菊对PAHs污染土壤具有较强的耐性。(2)在PAHs总浓度为183.60mg·kg-1时,紫松果菊对土壤中4种PAHs的去除率分别为66.2%、70.3%、40.6%和65.4%,4种PAHs的总量由183.60 mg·kg-1降到104.52 mg·kg-1,总去除率为56.93%,远大于对照组中PAHs总去除率。说明紫松果菊具有修复PAHs重污染土壤的潜能。相关性分析发现,PAHs的去除率与地下生物量的相关性更好,说明植物地下生物量对多环芳烃去除率影响较大。本研究拓展了利用植物修复PAHs污染土壤的应用范围,使重污染土壤的植物修复成为可能。     

土壤中多环芳烃的微生物降解及土壤细菌种群多样性

利用室内模拟方法,研究中、低浓度多环芳烃(PAHs)污染土壤的微生物修复效果,阐明土壤微生物（接种和土著）与PAHs降解的关系.结果表明:投加PAHs高效降解菌可以促进土壤中PAHs的降解,2周内效果显著;典型PAHs降解的难易程度依据为：菲<蒽<芘<苯并(a)芘和屈;细菌种群丰度和多样性均与PAHs降解呈负相关关系,同一处理细菌种群结构随时间变化不大.对于中、低浓度PAHs原位污染土壤,增强土著菌的活性是提高土壤PAHs降解率的有效途径之一.     

固定化微生物对多环芳烃污染土壤的降解

利用微生物固定化技术,研究了微生物固定化菌剂对土壤中菲、蒽、芘、(艹屈)和苯并(a)芘的降解动态,并且采用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对结果进行拟合.结果显示,4种处理(TB02、TB07、TBB03、TBB08)均有降解菲、蒽、芘、(艹屈)和苯并(a)芘的能力.其中,处理TB02的降解能力强、降解速率快、半衰期短且处理成本低,而处理TB07则需要较长时间作用于PAHs污染土壤,其降解能力才能充分发挥出来.当菲、蒽、芘、(艹屈)和苯并(a)芘的初始浓度均为20 mg·kg-1时,42 d后,TB02对菲、蒽、芘、(艹屈)和苯并(a)芘的降解率分别为84.32%、85.24%、82.59%、43.75%和62.25%; 133 d后,TB07对5种污染物的降解率分别为95.00%、95.24%、90.93%、74.82%和72.20%.通过比较5种污染物半衰期,其可降解性由大到小依次为菲、蒽、芘、苯并(a)芘、(艹屈).     

一株高浓度多环芳烃降解菌的鉴定和降解特性

采用选择性富集培养方法,从沈抚灌区土壤中分离得到多环芳烃(PAHs)高效降解菌NI2,应用此降解菌制备固定化菌剂,修复焦化厂内高浓度PAHs污染土壤,并通过生理生化和16S rDNA测序进行微生物鉴定.经过30 d的降解实验,菌N12对污染土壤中各PAH的去除率＞66％,总去除率为80％.生理生化和16S rDNA测序分析表明,分离得到的菌株N12为分支杆菌属(Mycobacterium sp.),该菌具有与其他分枝杆菌同源的双加氧酶基因nidA和pdoA2.结果表明,从土壤中筛选获得的分枝杆菌可以修复高浓度PAHs污染工业土壤.     

多环芳烃降解菌的筛选与降解能力测定

从本溪多环芳烃(PAHs)污染土壤中经富集培养筛选出8株PAHs降解菌,研究了8株菌及其等比例混合培养对菲、芘和苯并[a]芘的降解能力。结果表明,在28℃,培养基中菲、芘和苯并[a]芘的浓度分别为50、50和5mg·L-1的复合底物条件下,培养28d后,菌株B3的降解效果最好,对菲、芘和苯并[a]芘的降解率分别为88.4%、54.0%和68.4%,8株菌的混合培养对菲、芘和苯并[a]芘的降解率分别为87.7%、35.3%和42.0%;经生理生化实验和16SrRNA序列比对,初步鉴定B3菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。     

高分子量多环芳烃降解菌筛选及在土壤电动-生物修复中应用

采用富集培养和多环芳烃双加氧酶基因检测方法,从焦化场地多环芳烃污染土壤分离筛选出9株PAHs降解菌。以高分子量多环芳烃芘为唯一碳源进行摇瓶降解实验,结果表明,J6、S5、S4、S2和B4对芘具有较好的降解能力,21 d时芘降解率均达55%以上,其中B4处理芘的降解率最高,达到70.2%。进一步研究了该5株菌及其混合菌对土壤中芘的降解效果,发现混合菌的降解效果高于单菌的降解效果,其中混合菌H4和单菌B4的降解效果较好,49 d时混合菌H4和单菌B4处理土壤中芘的降解率达29.3%和18.3%。经过16S rRNA基因序列比对,鉴定J6菌株为赤红球菌(Rhodococcus ruber),S5为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),S4和S2是鞘脂单胞菌属(Sphingopyxis sp.),B4为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。在电场条件下,混合菌H4和单菌B4处理微生物数量及活性均显著提高,芘的降解率较单独H4和B4处理提高33.0%和20.1%,说明筛选出的5株高分子量多环芳烃降解菌具有较强的电场适应能力,可在高分子量多环芳烃污染土壤电动-微生物修复中应用。     

油田区多环芳烃污染盐碱土壤活性微生物群落结构解析

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是土壤中广泛存在的、美国环保总署(USEPA)优先控制的一类有毒(致癌、致突变)的持久性污染物,主要来源于人类活动。土壤微生物多样性是表征土壤质量变化的敏感指标之一。磷脂脂肪酸(PLFAs)分析方法是基于活性微生物细胞膜的PLFAs组分的生化检测技术,克服了传统培养方法只能分离出少量微生物(1%)的缺点。采用PLFAs方法,解析了土壤活性微生物对PAHs污染胁迫的反应。结果表明,土壤微生物分布情况可分为4种类型:Ⅰ型,微生物PLFAs种类最多,占该区土壤微生物PLFAs种类总数的57.7%,PAHs对变量的解释量最小;Ⅱ型,微生物PLFAs占PLFAs总数的30.8%,PAHs对变量的解释量较小;Ⅲ型,微生物PLFAs种类占总数的7.68%,PAHs对变量的解释量较大;Ⅳ型,微生物PLFAs的种类仅占总数的3.85%,PAHs对变量的解释量最大。相关性分析表明:土壤微生物PLFAs的种类、生物量和生态多样性指数与土壤中萘(Nap)、芴(Flu)、蒽(Ant)、苯并[K]荧蒽(Bkf)、苯并[a]芘(Bap)、茚并[1,2,3-cd]芘(Ind)的相对含量呈负相关关系;与苊(Ace)、菲(Phe)、荧蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(Baa)的相对含量呈正相关关系;与PAHs的种类和浓度呈负相关关系。结果将为开展PAHs污染土壤的生态风险评价和微生物生物修复技术研究提供理论依据。     

睾丸酮丛毛单胞菌对羊草根际土壤PAHs降解及细菌群落结构的影响

探究睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni,C.t)联合羊草修复多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染土壤过程中,羊草根际土PAHs降解及根际微生物的变化。用气相色谱-质谱法(GC-MS)检测C.t联合羊草时根际PAHs的降解,通过高通量测序技术测定羊草根际土壤细菌群落及多样性,采用冗余分析及网络分析评价PAHs降解与细菌群落组分之间的相关性,用PICRUSt软件预测PAHs降解潜力。结果表明,C.t的接入在修复后期(60–120d)促进PAHs降解,使羊草根际细菌丰富度、多样性以及细菌与PAHs的相关性发生改变,并且提高了羊草根际PAHs的降解潜力。C.t主要通过影响变形菌门属水平中鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、MND1和Nordella,放线菌门属水平上红色杆菌(Rubrobacter)和Gaiella,酸杆菌门属水平中RB41以及拟杆菌门中黄杆菌(Flavobacterium),从而加快羊草根际土中萘(Nap)、菲(Phe)、苯并芘(BaP)3种PAHs的降解。研究以期为C.t联合植物降解土壤...     

分枝杆菌TZh51菌株的分离鉴定及其生物修复污染土壤的特性

[目的]为获得降解芘的微生物菌株,并用其生物修复被多环芳烃污染的土壤.[方法]芘降解菌的分离采用平板升华法.根据表型观察、生理生化特性和16S rDNA的序列同源性分析,对菌株进行分类学鉴定.通过活菌计数、HPLC测定多环芳烃的残留量,研究菌株在固体、液体无机盐培养基以及在污染土壤中降解多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的能力.[结果]分离到4株能降解芘的菌株TZh51、TZh52、TG42和TG52.实验结果表明,TZh51降解PAHs的能力强于其余3株菌.TZh51被鉴定为分枝杆菌属(Mycobacterium sp.),但与已发表的分枝杆菌菌株M11为不同的种.TZh51接种在芘膜的固体无机盐培养基上,测定获得最大芘降解量的条件是培养温度为3512和芘膜厚度为130 ng/mm2.在芘浓度为50、100 mg/L的液体无机盐培养基中培养,6天时TZh51的芘降解率分别达到91.9%、71.8%,10天时菌体数量分别达到最大值为2.0、6.0×108cfu/mL;TZh51降解芘的效果强于M11.在种植作物的处理中,到第6周时TZh51的菌体数量达到每克干土含7.2×108个菌落数,到第8周时菲、荧蒽和芘的降解率分别达到91.4%、86.9%和85.8%;[结论]TZh51具有很强降解PAHs的能力;另外,TZh51与作物联合生物修复污染土壤的效果明显.     

盐碱土壤PAHs 降解菌的筛选鉴定及其降解特性

采用富集培养的方法,从天津大港油田PAHs污染盐碱化土壤中分离出一株能以菲、芘为唯一碳源和能源的优势菌TJB5。经形态观察和16S rDNA序列分析结果表明,该菌株为成团泛菌(Pantoea agglomerans)。采用液体培养的方法,研究了pH、盐度、菲芘的初始浓度对TJB5菌株降解菲芘效果的影响,确定了最佳降解条件。结果表明,该菌对菲、芘的降解具有较广泛的pH、盐度范围和良好的降解效果。在菲、芘浓度分别为50 mg/L、pH 6.8-9.5、盐度2%-3%、温度30°C条件下,接种15 d后菲降解率在93.3%以上,芘降解率在20%以上。     

植物-固定化菌剂联合修复多环芳烃污染土壤

以火凤凰根际土壤中发现的3种优势菌[分枝杆菌(Ⅰ)、产黄纤维单胞菌(Ⅱ)、少动鞘氨醇单胞菌(Ⅲ)]构建的多菌剂体系为供试菌剂,针对大港油田原油污染土壤,将固定化供试菌剂接种于修复植物火凤凰根际,探讨供试菌剂强化火凤凰修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的效果。结果表明: 处理ⅠⅢ(有效活菌数为10⁹ cfu·mL^-1)和ⅠⅡⅢ(有效活菌数为10⁷ cfu·mL^-1)对PAHs的降解有促进作用,PAHs降解率分别为32.2%和41.4%,均显著高于相应对照处理。此外,处理ⅠⅡⅢ对火凤凰的地下生物量有明显促进作用,比对照处理增加了31.2%。表明由3种优势菌构建的多菌剂ⅠⅡⅢ可以作为火凤凰修复PAHs污染土壤的强化手段,为微生物强化植物修复技术提供了新的修复思路及方法。     

两株具有芘降解功能的植物内生细菌的分离筛选及其特性

从植物体内筛选具有多环芳烃(PAHs)降解功能的内生细菌并定殖于植物体,有望有效地去除植物体内PAHs,从而减低植物污染风险。采用富集培养法,从长期受PAHs污染的植物体内分离筛选出2株能以芘为唯一碳源和能源生长的内生细菌BJ03和BJ05,经形态观察、生理生化特性及16S rDNA序列同源性分析,将2株菌分别鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter sp.)和库克氏菌属(Kocuria sp.)。并研究了2株内生细菌对芘的降解能力及环境条件对其降解芘的影响。结果表明,菌株BJ03和BJ05在以浓度为50 mg/L的芘为唯一碳源生长时,于30℃、150 r/min摇床培养15 d后,对芘的降解率分别为65.0%和53.3%。2株菌在pH值(6.0—9.0)、温度(25—40℃)和盐浓度(NaCl含量为0—15 g/L)条件下生长良好,且皆为好氧生长,通气量越大,菌株生长越旺盛,对芘的降解能力越强。添加C、N源可有效促进菌株BJ03和BJ05的生长,加速其对芘的降解速率。当外加C源为蔗糖、N源为酵母膏时,2株菌在30℃摇床培养4 d后,对芘的降解率分别高达71.1%和55.3%。2株菌的细胞表面疏水率最大分别为93.7%和43.9%,对四环素和利福平敏感,而对其它多种抗生素具有较强的抗性。     

芘降解菌Pseudomonas sp.PR3的植物促生特性及其对芘胁迫下水稻生长的影响北大核心CSCD

农田中不断积累的多环芳烃不仅严重影响作物生长,同时增加粮食安全风险。筛选兼具促进植物生长特性和降解污染物功能的微生物菌株是解决上述问题的一种有效手段。从油田附近生长的植物根表分离得到一株具有芘降解能力,同时还具有溶磷、产吲哚乙酸和铁载体等植物促生特性的菌株PR3,经16S rDNA序列同源性分析确定为假单胞菌(Pseudomonas sp.)。菌株PR3在无机盐培养液中生长14 d后,对芘(20 mg/L)的降解率可达94%,对萘(50 mg/L)、菲(50 mg/L)、苯并(a)芘(10 mg/L)的降解率也分别达到92%,84%和47%。同时,该菌株7 d内最大溶磷量为756.25 mg/L,2 d内IAA合成量可达14.46 mg/L,4 d内生成铁载体的活性单位可达58.53%。在不同芘污染浓度处理下的盆栽实验表明,接种PR3可有效促进水稻生长并提高根际土壤中芘的降解,去除率可达72.02%-86.22%,同时显著降低水稻根及地上部中的芘含量,分别为21.81%-53.01%和49.81%-57.17%。因此,菌株PR3有助于实现芘污染土壤的生态修复以及降低作物芘暴露的风险。     

3株多环芳烃高效降解菌株的分离鉴定及降解特性

筛选分离降解多环芳烃(PAHs)的优势菌种对开展多环芳烃污染生态系统修复具有重要的现实意义。本研究以焦化厂周围受多环芳烃污染的土壤为菌源,经过富集培养驯化和平板分离,获得11株能降解多环芳烃的菌株。通过形态观察、生理生化特征及16S rRNA序列比对对菌株进行鉴定,筛选出3株PAHs高效降解菌,分别命名为DJ-3、DJ-8、DJ-10。经16S rRNA序列分析鉴定,DJ-3为假单胞菌属、DJ-8为克雷伯氏菌属、DJ-10为芽孢杆菌属。对菌株降解能力的研究表明,3株菌(DJ-3、DJ-8、DJ-10)培养7 d后对混合多环芳烃中菲(200 mg·L^-1)、芘(200 mg·L^-1)和萘(160 mg·L^-1)的降解率分别为48.9%～65.9%、38.9%～43.1%和57.6%～64.9%。3株菌对多环芳烃混合样品(1200 mg·L^-1)的降解率分别为49.1%、44.5%、53.9%,远高于其他8株筛选菌,为PAHs高效降解菌株。3种菌株两两之间和三者组合均无拮抗关系。研究结果将为构建高效的多环芳烃降解菌群、提高多环芳烃原位污染土壤的生物修复效果奠定基础。     

多环芳烃降解菌的筛选、鉴定及降解特性

【目的】多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境中且具有高毒性的持久性有机污染物,高效降解菌的筛选对利用生物修复技术有效去除环境中的多环芳烃具有重要意义。研究拟从供试菌株中筛选多环芳烃高效降解菌,并分析其降解特性,为多环芳烃污染环境的微生物修复提供资源保障和科学依据。【方法】采用平板法从25株供试菌株中筛选出以菲和芘为唯一碳源和能源的高效降解菌,经16S rRNA基因序列进行初步鉴定,通过单因素实验法分析其在液体培养基中的降解特性。【结果】筛选出的3株多环芳烃高效降解菌SL-1、02173和02830经16S rRNA基因序列分析,02173和02830分别与假单胞菌属中的Pseudomonas alcaliphila和Pseudomonas corrugate同源性最近,SL-1为本课题组发表新类群Rhizobium petrolearium的模式菌株;降解实验表明,菌株SL-1 3 d内对单一多环芳烃菲(100 mg/L)和芘(50 mg/L)的降解率分别达到100%和48%,5 d后能够降解74%的芘;而其3 d内对混合PAHs中菲和芘的降解率分别为75.89%和81.98%。菌株02173和02830 3 d内对混合多环芳烃中萘(200 mg/L)、芴(50 mg/L)、菲(100 mg/L)和芘(50 mg/L)的降解率均分别超过97%。【结论】筛选出的3株PAHs降解菌SL-1、02173和02830不仅可以高效降解低分子量PAHs,还对高分子量PAHs具有很好的降解潜力。研究表明,由于共代谢作用低分子量多环芳烃可促进高分子量多环芳烃的降解,而此时低分子量多环芳烃的降解将受到抑制。