一株李氏禾内生细菌去除Cr(Ⅵ)的特性

李氏禾(Leersia hexandra)是中国境内发现的第一种铬超积累植物,该文对李氏禾内生菌及其除铬性能进行了研究。采用添加Cr(VI)的牛肉膏蛋白胨固体平板培养方法,从李氏禾根部分离筛选获得一株具有较强Cr(VI)抗性的内生细菌G04,分子生物学鉴定结果表明该菌株属于阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)。采用摇瓶培养方法,以Cr(VI)去除率、总Cr(铬)的去除率以及菌体生物量为指标,考察了pH、温度、底物浓度、装液量、接种量、摇床转速以及反应时间等因素对Cr(VI)去除率、总铬去除率和菌株生长的影响。结果表明:在牛肉膏蛋白胨液体培养基中,菌株E. cloacae G04去除Cr(VI)的较优反应条件为初始pH5. 0、温度37℃、Cr(VI)浓度为100 mg·L~(-1)、装液量80 mL(250 mL三角瓶)、接种量15%、摇床转速为120r·min~(-1)、反应时间48 h。在此条件下,菌株E. cloacae G04对Cr(VI)和总铬的去除率分别为84%和8%。根据Cr(VI)去除率和总铬去除率的结果推测该菌株去除Cr(VI)的机制可能是以还原为主、吸附为辅。这表明李氏禾内生细菌E. cloacae G04菌株具有较好的应用潜力,既有可能直接用于土壤、水环境铬污染的修复,也有可能作为促植物修复铬污染的后备菌株,另外可为深入研究李氏禾的铬积累作用机制提供参考。     

淋洗法修复化工厂遗留地重金属污染土壤的可行性

通过室内模拟试验,采用振荡淋洗的方法研究了蒸馏水、HCl、H₃PO₄、草酸、CaCl₂等淋洗剂对化工厂遗留地污染土壤中重金属的淋洗效果,探讨了淋洗剂浓度、淋洗时间、淋洗次数等对淋洗效果的影响,并研究了HCl处理前后土壤中重金属形态的变化.结果表明：蒸馏水、H₃PO₄、CaCl₂等对Cr、Pb、Zn、Cu、Cd的去除率较低,大多数条件下重金属去除率均在1%以下,最大去除率仅为3.58%.2 mol·L^-1 HCl在土水比为1∶3、反应时间为1 h、2次淋洗的条件下可以达到最佳淋洗效果,Cr、Pb、Zn、Cu、Cd的去除率分别达到80.75％、88.69％、98.00％、79.33％和95.52％.形态分析结果表明,HCl能有效去除土壤中各种结合形态的重金属.     

生物淋洗修复钒污染土壤的性能与机理研究

【目的】土壤重金属污染问题日益受到关注,其中钒污染逐渐成为研究热点。淋洗是土壤修复的重要手段,但存在污染大、成本高的缺点。生物淋洗技术因其经济高效且环保的特点能够应用于土壤的修复,但其对钒污染土壤的修复,认识仍非常有限。【方法】本研究采用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对钒污染土壤进行了生物淋洗试验,通过影响因素试验探究了钒的最佳浸出条件,并应用扫描电子显微镜-能量色散X射线谱分析了钒在淋洗过程中的变化,最后对代谢产物进行了解析。【结果】微生物次生代谢产物能促进土壤中钒的溶出。氧化亚铁硫杆菌对土壤钒的浸出效率较高,生物淋洗20 d后土壤中钒的浸出率达到27.4%,进一步的影响因素试验表明,在固体浓度为3%、接种体积为10%、初始pH值为1.8、初始Fe²⁺的浓度为3.0 g/L的条件下,土壤中钒的浸出效果最佳。SEM-EDS分析证实生物淋洗后土壤中钒含量减少,其中以非残渣态形式存在的钒更容易被浸出。代谢组学分析显示氧化亚铁硫杆菌在浸出过程中产生了大量代谢产物来应对重金属胁迫。【结论】生物淋洗技术能够有效地实现土壤钒污染的修复,本研究为钒污染土壤提供了一种环境友好的修复方式。     

重金属污染土壤修复技术中有关淋洗剂的研究进展

淋洗法是修复污染土壤的一种很有效的方法 ,是对污染土壤生物修复的一种补充 ,使污染土壤修复的系统化成为可能。淋洗法就是使用淋洗剂来清洗土壤 ,使土壤中污染物随淋洗液流出 ,然后对淋洗液及土壤进行后续处理 ,从而达到修复污染土壤的目的。而淋洗剂的选择是影响这一技术效率高低的主要因素之一。本文对目前淋洗剂的应用情况 ,作用机制进行了总结和评价。探讨了天然有机酸、生物表面活性剂等对环境影响小的淋洗液的应用前景。并根据“以废治污”的指导思想提出并分析了以柠檬酸废水和味精废水作为淋洗剂修复重金属污染土壤的可行性。     

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。     

利用乙二胺四乙酸淋洗修复重金属污染的土壤及其动力学

通过室内模拟试验,采用振荡淋洗的方法研究了乙二胺四乙酸(EDTA)浓度、pH、淋洗时间对重金属去除效果的影响.利用一级反应动力学模型对试验数据进行拟合,并测定了EDTA处理前后土壤中重金属形态的变化.结果表明,EDTA溶液在浓度为0.1 mol·L^-1、pH 7、淋洗时间1 d的条件下能达到对污染土壤重金属的最大去除率,去除率分别为Cd 89.14%、Pb 34.78%、Cu 14.96%、Zn 45.14%.模型拟合结果表明,Cd的质量转移系数最大,其次是Zn、Pb和Cu.说明在土壤淋洗过程中,Cd和Zn最先达到质量转移的平衡状态,然后是Pb和Cu.形态分级结果表明,EDTA能有效地去除交换态、碳酸盐结合态和氧化物结合态重金属,而对有机态和残余态部分重金属作用效果不明显.     

Cr(VI)还原菌的筛选、鉴定及其还原物质分析

【背景】铬污染土壤是我国土壤污染修复的重点治理对象,在众多修复技术中,微生物法因具有简单、经济、无二次污染等特性已成为研究热点,而微生物法中筛选出既能适应污染场地环境又能高效还原Cr(VI)的菌株尤为重要。【目的】筛选适应西北寒旱区高效还原Cr(VI)的菌株,丰富铬还原菌资源库,为铬污染土壤修复奠定基础。【方法】采用富集驯化、分离纯化法进行筛菌;通过形态学和分子生物学相结合的方法对目的菌株进行鉴定;采用傅里叶变换红外光谱法对还原机理进行研究。【结果】菌株G-13有较强的Cr(VI)还原能力,pH 9.0、温度为30°C条件下,60 h对Cr(VI)(100 mg/L)的还原率达到82.8%。经形态学和分子生物学鉴定,菌株G-13为Micrococcus luteus。反应中Cr(VI)的降低伴随着Cr(III)的增加,说明以还原反应为主,并且还原能力与细菌生长呈依赖型关系。对细胞各组分及变性研究表明,胞外酶在还原反应中占主要作用。除Pd~(2+)、Cd~(2+)外,其余金属离子对酶活性无明显抑制作用。通过傅里叶变换红外光谱分析,发现G-13与Cr(VI)结合位点主要为羟基、羰基、羧基、–CH、酰胺基等。【结论】菌株G-13有较强的Cr(VI)还原能力,能为西北寒旱区铬污染土壤修复丰富菌种资源。     

脱硫弧菌SRB7对重金属铬Cr(VI)还原特性

利用化工厂污泥废水中分离到的一株耐酸脱硫弧菌(Desulfovibrio SRB7),对不同pH,温度、碳源、菌废比等条件下SRB7还原Cr(VI)能力进行研究.并从H2S还原途径、电子传递途径以及胞外聚合物(EPS)吸附途径研究SRB7菌体整体去除Cr(VI)的特性.结果表明:当Cr(VI)起始浓度为50 mg/L时,pH 7.5,培养温度36℃,碳源为乳酸钠,混合菌液和Cr(VI)溶液的菌废比为1:5(V/V)能获得很好的还原效果.在SRB7去除Cr(VI)的特性中,吸附途径对Cr(VI)的去除几乎不起作用;电子传递途径在Cr(VI)的还原过程中不占优势,24 h去除率为51.42%;而H2S途径在Cr(VI)的还原过程中占主导地位,24 h去除率为78.02%.     

脱硫弧菌SRB7对重金属铬Cr(VI)的还原特性

利用化工厂污泥废水中分离到的一株耐酸脱硫弧菌(Desulfovibrio SRB7), 对不同pH、温度、碳源、菌废比等条件下SRB7还原Cr(VI)能力进行研究。并从H2S还原途径、电子传递途径以及胞外聚合物(EPS)吸附途径研究SRB7菌体整体去除Cr(VI)的特性。结果表明: 当Cr(VI)起始浓度为50 mg/L时, pH 7.5, 培养温度36°C, 碳源为乳酸钠, 混合菌液和Cr(VI)溶液的菌废比为1:5(V/V)能获得很好的还原效果。在SRB7去除Cr(VI)的特性中, 吸附途径对Cr(VI)的去除几乎不起作用; 电子传递途径在Cr(VI)的还原过程中不占优势, 24 h去除率为51.42%; 而H2S途径在Cr(VI)的还原过程中占主导地位, 24 h去除率为78.02%。     

一株黑曲霉的筛选及其对河道底泥重金属的生物淋滤去除

生物淋滤,特别是异养生物淋滤,是最有前景的污染介质重金属绿色消减方式,但在污染底泥的处理中还没有得到广泛应用。本研究采集沈阳细河疏浚底泥,并从中筛选得到高效淋滤丝状真菌SY1,经形态学及ITS r DNA基因序列分析鉴定为黑曲霉,命名为Aspergillus niger SY1,测定了其生长特性,采用摇瓶培养法去除污染底泥中重金属的效果。结果表明:细河底泥受到重金属Cd污染最为严重,含量为33.3 mg·kg~(-1),且以生物可利用态为主;SY1最适合的温度为25～35℃,最适合初始pH值为6.0～7.0;该菌株生长代谢过程中产生葡萄糖酸和草酸,最高分别达14.7和6.4 g·L~(-1)。在最优条件下(底泥浓度为20g·L~(-1)、糖浓度为100 g·L~(-1)、孢子浓度为2×10~7个·m L~(-1)),经过SY1 8天的淋滤,底泥中Cd、Pb、Cu和Zn淋出率分别为93.5%、11.4%、62.3%和68.2%。因此,SY1是比较有潜力的重金属底泥淋滤菌株,可用于重金属污染疏浚底泥的淋滤修复。     

“固液双层”培养法诱导马铃薯‘米拉’试管薯的研究

该研究以马铃薯‘米拉’品种的脱毒试管苗为材料,采用"固液双层"的培养方式,通过正交试验对其试管苗壮苗生长阶段和试管薯诱导阶段的培养基进行优化,并通过单因素试验研究蔗糖浓度、光照条件和CCC浓度对试管薯结薯的影响。结果表明:在"固液双层"培养中,‘米拉’壮苗培养阶段优化的培养基为改良MS培养基(硝酸铵为2 000 mg·L~(-1)、硝酸钾为2 000 mg·L~(-1))+500 mg·L~(-1)CCC+0.1%活性炭+0.1mg·L~(-1)DA-6+1 mg·L~(-1)6-BA+0.1 mg·L~(-1)NAA+3%蔗糖+6 g·L~(-1)琼脂,pH 5.8。试管薯诱导及生长阶段优化的培养基为MS_1培养基(微量元素和铁盐的用量为MS培养基的2倍)+1.5%活性炭+4 mg·L~(-1)6-BA+8%蔗糖。在试管薯诱导阶段,弱光4 h·d~(-1)培养诱导的试管薯,结薯指数、大薯率、薯块重量均优于暗培养。"固液双层"培养是一种低成本的方法,在组织培养室内就可以大量繁殖‘米拉’试管薯,并且能增加原种的数量,这种方法也能用于马铃薯其他栽培品种试管薯的诱导。     

絮凝酵母吸附Cr(VI)的机理

絮凝酵母SPSC01为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae和粟酒裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe的融合菌株,用其吸附水溶液中的重金属Cr(VI),可以大大降低生物吸附的固液分离成本。为了探讨SPSC01菌体絮凝蛋白对Cr(VI)还原吸附的影响,对SPSC01与其亲本菌株的吸附行为进行了比较。结果表明,SPSC01和其具有絮凝性状的亲本S.pombe的Cr(VI)去除速率基本同步,远优于无絮凝性状的亲本S.cerevisiae;达到吸附平衡时,S.pombe、SPSC01和S.cerevisiae对总Cr去除率分别达68.8%、48.6%和37.5%;从而证明了絮凝有利于Cr(VI)的还原、吸附,絮凝蛋白在Cr(VI)的还原吸附过程中起促进作用。通过化学屏蔽方法和傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析,对SPSC01菌体表面吸附Cr(VI)的机理进行了研究,结果表明SPSC01菌体表面吸附Cr(VI)起主要作用的基团是氨基、羧基和酰胺基。     

絮凝酵母吸附Cr(VI) 的机理

絮凝酵母SPSC01为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae和粟酒裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe的融合菌株,用其吸附水溶液中的重金属Cr(VI),可以大大降低生物吸附的固液分离成本。为了探讨SPSC01菌体絮凝蛋白对Cr(VI) 还原吸附的影响,对SPSC01与其亲本菌株的吸附行为进行了比较。结果表明,SPSC01和其具有絮凝性状的亲本S. pombe的Cr(VI) 去除速率基本同步,远优于无絮凝性状的亲本S. cerevisiae;达到吸附平衡时,S. pombe、SPSC01和S. cerevisiae对总Cr去除率分别达68.8％、48.6％和37.5％;从而证明了絮凝有利于Cr(VI) 的还原、吸附,絮凝蛋白在Cr(VI) 的还原吸附过程中起促进作用。通过化学屏蔽方法和傅立叶变换红外光谱 (FTIR) 分析,对SPSC01菌体表面吸附Cr(VI) 的机理进行了研究,结果表明SPSC01菌体表面吸附Cr(VI) 起主要作用的基团是氨基、羧基和酰胺基。     

利用Chlorella vulgaris C9-JN2010去除蓝藻-猪粪沼液废水中氮磷的研究

利用普通小球藻Chlorella vugaris C9-JN2010处理蓝藻-猪粪沼液废水,以实现废水无害化利用。实验考察了氮磷比和沼液浓度对小球藻生长及处理废水效果的影响,结果表明:在氮磷比(20:1)和沼液浓度(5%)条件下培养小球藻,藻细胞生长和废水处理效果最佳,最高细胞干重及生产强度分别为900.1 mg·L~(-1)和85.1 mg·L~(-1)·d~(-1),废水中总氮、总磷、氨氮的去除率分别为84.6%、95.9%和90.5%,对应去除强度分别为5.43 mg·L~(-1)·d~(-1)、0.30 mg·L~(-1)·d~(-1)和4.75 mg·L~(-1)·d~(-1)。利用小球藻可较彻底的去除蓝藻-猪粪沼液废水中氮、磷等营养,达到污水处理效果。     

有机酸对菜地土壤磷素活化的影响

实验室模拟研究两种有机酸(柠檬酸、草酸)对菜地土壤磷素活化的影响。结果表明:有机酸对菜地土壤磷的活化效果较明显,且随有机酸浓度的增加,土壤磷活化效果越显著。两种有机酸的活化效果为草酸>柠檬酸。有机酸对磷的活化效果与土壤Olsen- P含量、有机质含量呈显著正相关关系。土壤中有效磷的释放随着有机酸浸提时间的延长而逐渐增加。     

石油污染土壤清洗药剂筛选及效果评价

以高浓度石油污染土壤为研究对象,筛选表面活性剂及清洗助剂,优化清洗药剂洗脱参数,评价药剂复配洗脱效果,重点考察对石油族组成中重组分的洗脱效率。结果表明:4种表面活性剂SYO(0.25%)、SDBS(0.25%)、TX-100(0.25%)和AEO(0.75%)具有较好的石油洗脱效果;优化的清洗条件为清洗温度65℃、清洗时间60 min、振荡强度500 r·min~(-1);此条件下,TX-100的石油洗脱率最高,可达78.87%;筛选的3种清洗助剂中,Na_2SiO_3的助洗效果最佳,与SDBS复配使用后增效作用明显,洗脱率提高21.52%;另外,Na_2SiO_3与SDBS复配,可脱附去除85%的饱和烃和芳香烃,同时也脱附了80%以上的胶质沥青质组分,这种药剂复配模式可为重质组分含量较多的石油污染土壤清洗提供参考。     

Cd、Cr(VI)单一及复合污染对菹草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响

主要研究了 Cd、Cr( VI)单一及复合污染对菹草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响 ,研究结果表明 :随 Cd、Cr( VI)胁迫浓度的增加 ,菹草总叶绿素含量下降 ,单一 Cd处理 SOD活性下降 ,POD和 CAT活性表现出先升后降的趋势 ,Cd、Cr( VI)复合污染的效应明显大于单一污染的效应。     

菱镁矿区土壤污染及修复试验

菱镁矿在煅烧制备氧化镁过程中产生大量的氧化镁粉尘,降落到土壤表面容易形成土壤结皮,降低土壤孔隙度,减弱土壤渗透速率。采用土柱淋洗方式在室内模拟氧化镁粉尘对土壤的渗透性影响及修复过程。向土柱中的土壤加入氧化镁粉尘模拟自然条件下氧化镁粉尘对土壤渗透速率影响;以石膏作为改良剂通过与氧化镁粉尘及土壤混合考察石膏修复氧化镁粉尘污染土壤的效果,并用扫描电镜观察石膏作用前后土壤表面形态变化。结果表明:空白对照组土壤两次淋洗后渗透速率稳定在0.367 mm·min~(-1);加入氧化镁粉尘后土壤渗透速率降低至0.214 mm·min~(-1),氧化镁粉尘污染土壤渗透速率显著降低(P0.05);加入石膏和氧化镁粉尘的土柱经两次淋洗后土壤渗透速率稳定在0.425 mm·min~(-1),与氧化镁粉尘污染土壤相比,加入石膏后土壤渗透速率显著提高(P0.05);扫描电镜图显示,加入石膏后土壤表面呈网状结构,土壤表面的孔隙度及稳定性提高,有利于改善土壤渗透性能。     

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.     

Fe掺杂纳米ZnO光催化处理硝基苯废水

以高压荧光汞灯为光源,以自制Zn1-xFexO为催化剂,研究了悬浆体系中硝基苯污染废水的降解过程及降解规律。考察了硝基苯初始质量浓度、Zn1-xFexO光催化剂的质量浓度、Fe与Zn摩尔比值以及反应温度、pH、反应时间对硝基苯降解过程的影响。结果表明:以Zn1-xFexO作为催化剂可以有效地去除废水中的硝基苯,同时硝基苯的光催化降解过程符合一级反应动力学模型;反应活化能为9.3 k J·mol-1;当Zn0.99Fe0.01O的质量浓度为0.8 g·L~(-1)(Fe/Zn摩尔比为1∶99)、在125 W高压荧光汞灯照射下、硝基苯的初始浓度为400 mg·L~(-1)、反应温度为30℃、pH为3.27、取样时间为4 h时,硝基苯废水的反应速率常数和去除率分别为0.0136 min-1和98.88%;硝基苯的去除率和反应速率常数与Zn0.99Fe0.01O的质量浓度、Fe/Zn掺杂比例以及硝基苯初始浓度、溶液pH、反应温度等因素有关;同时,自制的Zn0.99Fe0.01O催化剂显著降低了反应活化能,从而提高了硝基苯污染废水的光降解效果。