木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水的高温厌氧处理及菌群结构分析

【目的】为开发高效的高浓度木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水厌氧处理及资源化利用工艺,以活性炭为载体,在实验室规模上对高温厌氧流化床反应器处理木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水进行研究。【方法】反应器经65 d梯度驯化后启动,对工艺参数进行一系列优化,并通过基于16S rRNA基因的分子生态学技术分析厌氧污泥中的优势菌群。【结果】实验获得了最优的反应条件和处理效果:厌氧流化床反应器(Anaerobic fluidized bed reactor,AFBR)在温度55±1°C、有机负荷率(OLR)13.8 g COD/(L·d)及水力停留时间(HRT)48 h操作时,COD去除率达到90%以上,同时甲烷产率达到290 mL/g COD;菌群鉴定分析结果显示高温厌氧活性污泥中Clostridia所占比例最大,产甲烷菌属以Methanoculleus和Methanosarcina为主,其它功能菌群主要为Alphaproteobacteria等。【结论】AFBR反应器可高效降解木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水并产生生物能源甲烷,其反应体系内微生物种类丰富。     

碳源调控下除磷/蓄磷生物滤池的生物膜特性分析

【目的】分析厌氧/好氧交替生物滤池(AABF)在生物除磷与蓄磷过程中, 采用碳源调控(定期补充进水碳源)诱导蓄磷菌群充分释磷-排磷的运行方式对滤池微生物特性的影响。【方法】通过多聚物染色、扫描电镜(SEM)以及限制性酶切多态性分析法(RFLP), 对比了碳源调控前后AABF长期运行生物膜内菌群形态、组成特征及变化。【结果】AABF在实施碳源调控期间滤池生物膜内部分微生物形态主要由杆状演变为丝状; 细菌种类大幅减少, 碳源调控过程中生物膜内优势菌β-Proteobacteria的比例由56.9%提高至72.5%。实施碳源调控后, 细菌的组成与形态变化明显。【结论】定期补充进水碳源(诱导释磷/收割磷的运行方式), 同时控制碳源投量, 能够引起生物膜微生物形态发生较大变化, 优势菌比例迅速提高。研究结果对于通过过程调控, 提高除磷工艺的设计具有重要的意义。     

一个氨氧化菌群的筛选及除氮特性

摘要:【目的】筛选耐受低C/N比、高氨氮环境的高效氨氧化菌群,为开发新型氨氮去除菌剂奠定基础。【方法】采用多点取样、低C/N比、高浓度氨氮废水强行驯化、驯化液连续梯度稀释等步骤,筛选具有高效去除铵氮能力的氨氧化菌群,并考察不同C/N比、摇床转速和铵氮浓度下目的菌群去除铵氮的特性;分离培养目的菌群中的优势菌株,经形态学观察、生理生化特性测定和16S rRNA序列分析对菌株进行鉴定。【结果】筛选到了3个具有较强去除铵氮能力的氨氧化菌群,其中以JQ8活性最好,对初始NH4+ -N 17.86 mmol/L、C/N比为4的合成废水处理6 d后,NH4+-N去除率达到97.01%;在C/N≥4、NH4+-N≤28.57 mmol/L环境下,菌群JQ8对溶液中NH4+-N的6 d去除率均可达95%,净除氮率接近80%。实验室模拟好氧活性污泥处理系统处理线路板工业废水,用菌群JQ8对系统强化处理7 d后NH4+-N和TN去除率分别达到87.8%和67.9%。分析菌群JQ8组成发现,Defluvibacter sp.、Paracoccus sp．和Aquamicrobium sp．细菌为其主要优势菌株。【结论】从垃圾渗滤液中筛选到一个具有较强铵氮去除能力的氨氧化菌群JQ8,可耐受较低C/N比和高氨氮环境,在强化污水处理系统对工业废水氨氮处理中,表现出良好的效果。     

氢自养微生物的驯化及其反硝化特性研究北大核心

【目的】本研究筛选出弱酸性环境下利用无机碳源进行高效脱氮的氢自养微生物,探究不同无机碳源对体系反硝化能力的影响,以及长期驯化过程中反应器内水质参数、微生物群落结构和脱氮周期变化规律。【方法】氢自养微生物的驯化采用一种成本低廉、气密性优良、可计算氢气利用率的序批式反应器,通过及时向装置内补充氢气、无机碳源、营养液和硝酸盐对微生物进行连续驯化。【结果】驯化的微生物利用NaHCO_(3)和CO_(2)作为混合无机碳源对硝酸盐的脱氮效果要优于单一使用NaHCO_(3);在环境温度为20℃,pH为6.3-7.0,硝态氮初始投加量为15 mg-N/L时,NO_(3)--N最高反应速率为1.374 mg-N/(L·h),氢气最高利用率为43.4%,脱氮周期为16 h,且脱氮过程中无亚硝酸盐积累;驯化得到的微生物主要为嗜酸菌属(Acidovorax),占比达84.4%。【结论】利用本研究的装置和驯化方法对土著微生物进行脱氮驯化是可行且高效的,可筛选出在弱酸性环境下利用无机碳源进行反硝化的氢自养微生物,为地下水中硝酸盐污染的生物修复提供理论依据,也为后续进一步研究弱酸性环境下氢自养微生物同时脱氮固铀奠定基础。     

微生物烟气脱硫中硫酸盐还原阶段的限制性因素及其影响

【目的】利用硫酸盐还原菌(SRB)厌氧活性污泥进行烟气脱硫,探索硫酸盐生物还原的最适条件及重金属离子对硫酸盐生物还原的影响,以提高硫酸盐还原阶段的效率。【方法】对取自污水处理厂的SRB厌氧活性污泥进行高浓度硫酸盐胁迫驯化。分析生物脱硫过程中SRB厌氧污泥还原硫酸盐的限制性因素及影响。【结果】在最适生长条件下(pH 6.5,32°C),经驯化获得的SRB厌氧活性污泥有较强的硫酸盐还原能力。Fe2+的适量添加对硫酸盐还原有一定促进作用。SRB厌氧污泥还原硫酸盐的ThCOD/SO42-最适值为3.00,ThCOD=3.33为最适理论化学需氧量,硫酸盐还原率可达72.15%。SRB厌氧污泥还原硫酸盐反应体系中抑制SRB活性的硫化物浓度为300 mg/L。Pb2+和Ni2+在较低的浓度下(1.0 mg/L和2.0 mg/L)对硫酸盐的还原产生较强的抑制作用,而Cu2+在稍高的浓度下(8.0 mg/L)显示出明显的抑制作用。【结论】经驯化,SRB厌氧活性污泥显示出较强的硫酸盐还原能力,具有应用于工业烟气生物脱硫的潜力。去除重金属离子Pb2+、Ni2+和Cu2+可有效解除对硫酸盐生物还原作用的抑制。     

基于代谢组的厌氧氨氧化菌群对温度的响应机制

【背景】在环境工程领域中,大多数耐冷菌从活性污泥中分离得到。了解活性污泥菌群对低温的响应有助于耐冷菌的驯化培养。【目的】以厌氧氨氧化污泥菌群作为研究对象,研究温度对厌氧氨氧化菌群代谢通路与代谢产物的影响,以期初步阐释厌氧氨氧化菌群低温响应机理。【方法】在25°C与35°C条件下驯化培养厌氧氨氧化污泥,研究温度对反应器脱氮效能、菌群活性与生长以及群落结构的影响,通过代谢组学比较两个温度下厌氧氨氧化菌群代谢物丰度以及代谢通路活性。【结果】虽然低温导致厌氧氨氧化菌群CO_2固定、TCA循环与丙酮酸代谢的下调,进而导致氮去除活性以及增长速率显著下降,但菌群RNA合成水平、腐胺与信号分子合成上调,从而通过转录调控、调控膜脂组成与改变膜结构的方式,调控菌群代谢以适应低温环境。【结论】从分子机理的角度探究了厌氧氨氧化污泥菌群适应低温环境的生理机制,首次阐释了腐胺与信号分子在污泥菌群适应低温过程中的重要作用。     

一株荧光假单胞杆菌的分离鉴定与反硝化特性

【目的】从污水厂的活性污泥中获得一株高效反硝化细菌。【方法】采用低温驯化,进行初筛、复筛选取一株反硝化活性最高的菌株,命名为L2,通过形态学、生理生化特征及16S r RNA基因序列分析研究其分类地位,系统研究理化因素对该菌株反硝化性能的影响。【结果】菌株在低温条件下能够稳定高效地进行反硝化,鉴定该菌株为荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens),其反硝化最适接种量为10%,温度为20°C,p H为7.0,盐浓度为0.5%,碳源为葡萄糖,C/N为5.0,能够耐受较高初始硝态氮浓度。【结论】菌株L2是一株耐低温、耐高浓度初始硝态氮、耐低C/N、兼性厌氧、高效反硝化的荧光假单胞杆菌。     

圆红冬孢酵母利用生物乙醇废水-木薯粉水解液发酵产油

【目的】获得能够高效降解生物乙醇废水化学需氧量(COD)的圆红冬孢酵母菌株,评估废水初始COD浓度对驯化菌株生长的影响,将木薯粉生产微生物油脂和高浓度有机废水降解过程整合,以生物乙醇废水为水源制备生物乙醇废水-木薯粉水解液培养基,明确产油效率高、生物乙醇废水COD降解率高的初始还原糖浓度。【方法】采用在高浓度的生物乙醇废水中进行多次驯化的方法,获得能够适应废水环境的圆红冬孢酵母菌株;采用双酶水解法对加入乙醇废水中的木薯粉进行水解;采用重量法监测生物量浓度变化,采用酸热法提取油脂,重铬酸钾法监测COD,DNS法测定废水还原糖浓度,凯氏定氮法测定总氮,钼酸铵比色法测定总磷。【结果】通过驯化筛选得到一株能耐受高浓度生物乙醇废水的优势菌株Rhodosporidium toruloides D5。以未稀释的废水为培养基,驯化菌株的最终生物量浓度和COD降解率分别为3.8 g/L和75.0%。采用生物乙醇废水-木薯粉水解液发酵时,控制初始还原糖浓度低于30 g/L时,生物量浓度和油脂浓度随初始还原糖浓度的升高而升高,均在120 h时达到最高COD降解率,初始还原糖浓度对达到的最大COD降解率无明显影响,废水N、P去除率分别达到99%和92%以上。【结论】在未经稀释的高浓度生物乙醇废水中可获得较高的生物量浓度;采用高浓度生物乙醇废水-木薯粉水解液培养基发酵产油,初始还原糖浓度为30 g/L,可在保证高油脂产量的同时,实现废水COD的高效降解,有效回收利用废水中残余的N、P源,从而降低微生物油脂生产和废水处理成本,研究结果可为开发廉价微生物油脂生产技术提供有用的参考。     

短程反硝化菌株FDN-1的分离鉴定及其脱氮性能

从富集的活性污泥菌群中,筛选得到反硝化菌株FDN-1。通过对菌株形态观察、生理生化鉴定以及16SrDNA序列分析,确定该菌株为黄杆菌属（Havobacterium mizutaii）。以N02---N为氮源、甲醇为碳源进行驯化,亚硝酸盐氮浓度在200-400mg／L范围时,总氮去除率均在90％以上;脱氮能力验证结果表明,该菌株能够处理含亚硝酸盐的污水,进水亚硝酸盐氮浓度不能超过600mg／L。     

一株海洋好氧反硝化细菌的鉴定及其好氧反硝化特性

【目的】从处理海洋养殖循环水的生物滤器生物膜中分离到1株具有好氧反硝化活性的细菌(菌株2-8),并进一步研究了该菌的分类地位及反硝化特性。【方法】采用16S rRNA基因序列分析对菌株进行初步鉴定,采用好氧培养技术,探讨了碳源种类、起始pH、NaCl浓度、C/N、温度和摇床转速对菌株2-8好氧反硝化活性的影响。【结果】该菌株的16S rRNA基因序列与Pseudomonas segetis FR1439T(AY770691)的相似性最高,达到99.9%,因此初步鉴定菌株2-8属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.2-8)。碳源类型和C/N对其好氧反硝化作用的影响最为显著,以柠檬酸钠为唯一碳源,C/N为15时脱氮效率最高,低C/N导致亚硝酸盐的积累;其好氧反硝化的最适温度和pH分别为30℃和7.5;菌株2-8在摇床转速为160r/min下脱氮效果最好;NaCl浓度对其反硝化活性的影响不明显。【结论】在初始硝酸氮浓度为140mg/L,以柠檬酸钠为唯一碳源、C/N为15、pH为7.5、NaCl浓度为30g/L,30℃以及160r/min摇床培养的条件下,菌株2-8在48h内脱氮率可达92%且无亚硝酸盐积累。     

可降解吡啶的全食副球菌B21-3的筛选鉴定及降解特性

【背景】吡啶作为一种难降解的有机污染物普遍存在于焦化、炼油、皮革和制药等行业的废水中,并对环境造成危害。【目的】治理废水中残留的有机污染物吡啶,筛选高效降解菌。【方法】采用富集培养和选择培养,以石家庄某污水处理厂的活性污泥为材料进行吡啶降解菌的筛选,通过形态特征、生理生化特性、(G+C)mol%测定及16S rRNA基因序列系统发育分析对筛选到的降解菌进行鉴定,并分析其对吡啶的降解特性。【结果】分离筛选到一株能以吡啶为唯一碳源和氮源生长代谢的降解菌B21-3,经鉴定该菌株为全食副球菌(Paracoccuspantotrophus)。菌株B21-3对吡啶的最适降解温度为32°C,最适降解pH为7.0,吡啶浓度为100mg/L时降解率为48.50%±0.02%;通过逐步提高吡啶初始浓度对菌株进行驯化,驯化后菌株可耐受较高浓度吡啶且吡啶降解率显著增加,吡啶浓度为100 mg/L时驯化后菌株B21-3对吡啶的降解率为90.26%±1.70%。驯化后菌株在含吡啶的无机盐平板上传代培养15代后,对吡啶的降解率为89.39%±2.03%。【结论】菌株B21-3具有较强的吡啶降解能力及降解稳定性,该菌株可作为吡啶污染水体生物修复的潜在资源。     

开放条件下高聚β-羟基丁酸酯含量的甲烷氧化混合菌群的富集

目的:在开放条件下以甲烷为底物富集高聚β-羟基丁酸酯(PHB)含量的甲烷氧化菌群,获得能够利用低成本碳源高产PHB的菌种。方法:采用丰盛-饥饿模式间歇供料,以甲烷为底物,好氧开放式培养甲烷氧化混合菌群,利用苏丹黑染色法动态检测丰盛和饥饿阶段胞内PHB含量的变化,以此为基础考察丰盛-饥饿期比例对富集高PHB含量的甲烷氧化菌群的影响。结果:丰盛-饥饿期比例为1∶3时,微生物PHB含量从17.7%增加到35.5%,且开放培养过程中菌群结构稳定。结论:通过丰盛-饥饿模式间歇供料开放式培养所得的高PHB含量的稳定的甲烷氧化菌群,具有工业生产PHB的应用价值。     

提高光滑球拟酵母乙酰辅酶A水平促进a-酮戊二酸合成

【目的】为了了解光滑球拟酵母中乙酰辅酶A含量对其碳代谢及其通量的影响。【方法】将来源于酿酒酵母中编码乙酰辅酶A合成酶ACS2基因过量表达于发酵法生产丙酮酸的生产菌株Torulopsis glabrata中,获得了一株乙酰辅酶A合成酶活性提高9.2倍(1.20 U/mg protein)的重组菌T. glabrata ACS2-1。【结果】与出发菌株WSH-IP303相比,重组菌T. glabrata ACS2-1：(1)能以乙酸为唯一碳源在胞内积累0.94 mmol/(L·g DCW)的乙酰辅酶A;(2)以葡萄糖为唯一碳源时胞内乙酰辅酶A浓度、a-酮戊二酸产量和Ca-KG/Cpyr是出发菌株WSH-IP303 的3.22、2.05和2.52倍;(3)在葡萄糖培养基中添加4 g/L乙酸,使乙酰辅酶A浓度、a-酮戊二酸产量和Ca-KG/Cpyr是出发菌株WSH-IP303的4.55、2.47和3.75倍,a-酮戊二酸浓度达到17.8 g/L。【结论】这一结果表明,改变细胞内关键辅因子的浓度能使碳代谢流的流向与通量发生改变,从积累丙酮酸转向过量积累a-酮戊二酸。     

一株高效异养硝化菌的选育、鉴定及其硝化条件

【目的】针对现阶段异养硝化菌硝化速率较低的问题,选育更高效的异养硝化菌,进而鉴定该菌株的种属,了解其硝化特性和硝化条件。【方法】分别从污水处理厂活性污泥、化肥厂土壤以及农田土壤中取样,以柠檬酸钠为碳源,NH4Cl为氮源,采用污泥驯化、驯化过程中驯化液连续梯度稀释、平板划线分离及颜色指示剂快速硝化效果检测等步骤,筛得一株高效的异养硝化菌。经生理生化和16SrDNA序列的系统发育分析鉴定其种属;将该菌接入人工氨氮废水,定时检测水中含氮化合物的变化,了解其硝化特性;通过改变培养基碳源、溶氧量、C/N比、温度和pH考察其硝化条件。【结果】获得的高效异养硝化菌为革兰氏阴性杆菌,不利用葡萄糖发酵,氧化酶、接触酶阳性,不产吲哚,能由有机酸盐产碱;其与产碱菌属菌株Alcaligenessp.ES-SDK-3的16SrDNA同源性高达99.7%。用该菌株处理初始氨氮浓度为182.30mg/L的废水,30h后氨氮去除率为99.8%,指数期平均氨氮去除速率为9.61mg-N/L/h,其在硝化过程中几乎没有亚硝酸盐氮和硝酸盐氮产生;最佳碳源为柠檬酸钠;高的溶氧量和高的C/N比有利于其降解氨氮,当C/N比为12时即可达到较好的效果;该菌株在温度为30℃-35℃,pH为5.0-9.0范围内均能较彻底地降解氨氮。【结论】该菌株为产碱菌属,命名为Alcaligenessp.HN-S;其在硝化速率与处理的氨氮浓度方面均高于目前国内外筛出的大多数异养硝化菌;通过考察其硝化条件,为其走向实际污水脱氮工艺提供了依据。     

乙酸驱动条件下粪产碱杆菌Y5的碳氮共脱除特性

【目的】研究微生物的碳氮共脱除特性及其关键影响因素。【方法】以乙酸为唯一碳源分离获得的碳氮共脱除菌株Y5为模式菌株,分析菌株Y5的16S r RNA基因序列、碳源和氮源去除动力学,以及碳源种类、碳氮比(C/N)、溶解氧浓度(DO)、温度和p H等影响效果。【结果】菌株Y5归属于粪产碱杆菌。与葡萄糖及多种有机酸相比,菌株Y5在以乙酸为唯一碳源的条件下具有较高的TOC和NH4+-N去除速率。在好氧条件下,当起始TOC浓度为1 000 mg/L,氨氮浓度为110 mg/L时,菌株Y5的NH4+-N、TOC和总氮(TN)去除率分别达99.54%、92.95%和86.55%,最大NH4+-N、TOC和TN去除速率分别为903.58、505.81和406.03 mg/(L·d)。【结论】粪产碱杆菌Y5在以乙酸为唯一碳源的条件下具有较强的碳氮共脱除能力,其最佳反应条件为:C/N=10,p H 7.0-8.0,溶氧6.20 mg/L,反应温度为30°C。     

固定化硝化菌群联合芽孢杆菌处理对虾养殖废水

【背景】高度集约化的对虾养殖业面临着日益严重的水污染问题,同步高效降解养殖废水中的有机物、氨氮和亚硝酸盐是对虾养殖业健康可持续发展的重要保障之一。【目的】通过分别固定化硝化菌群(Nitrifyingbacterialconsortia,NBC)和芽孢杆菌,优化菌群空间结构,提高菌群功能,实现同步高效降解对虾养殖废水中的有机物、亚硝酸盐和氨氮,保障南美白对虾养殖的可持续发展。【方法】采集养殖虾塘底泥进行硝化细菌自养富集和连续培养,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析硝化菌群组成。从5株芽孢杆菌中筛选化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)降解能力最强的菌株。选用吸附和成球效果好的无毒包埋材料,通过正交实验优化固定化配方提高机械强度。选择硝化菌群和芽孢杆菌最适使用浓度进行分别固定化并联合应用于对虾养殖废水的处理。【结果】高通量分析结果显示硝化菌群中变形菌门(Proteobacteria,61.10%)占绝对优势,具有自养硝化功能的类群丰度达12.69%并呈高多样性。还包含丰度达47.44%的具有反硝化功能或者潜在反硝化功能的优势菌群和丰度达12.85%的光合细菌,是高有机负荷下硝化作用的重要补充,并可通过反硝化作用实现真正脱氮。COD降解能力最强的是解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefacien)YL-10,48h内COD降解率达100%。固定化最佳配方为贝壳粉5%、海藻酸钠3%、交联剂氯化钙为4%、优化后的固定化小球其机械强度可达129.68m N。固定化使硝化菌群的氨氮和亚硝酸盐降解率分别提高了128.13%和130.11%(P0.05),但对芽孢杆菌YL-10的COD降解率无明显提高。1×10~8 CFU/mL为硝化菌群和芽孢杆菌YL-10在养殖废水中最适使用浓度。在固定化硝化菌群和芽孢杆菌YL-10联合作用下,对虾养殖废水的氨氮、亚硝酸盐和COD浓度在48h内分别由初始的6.32±0.12、5.69±0.11和65.29±1.14 mg/L降至0.03±0.03、0.06±0.01和0 mg/L (P0.05),降解率分别为99.57%、99.03%和100%。【结论】通过优化固定化有效提高硝化菌群的硝化作用,联合COD降解能力强的芽孢杆菌,同步高效降解对虾养殖废水中的有机物、氨氮和亚硝酸盐,为规模化应用于南美白对虾高密度养殖提供科学依据。     

碳源对活性污泥微生物细胞膜特性和群落结构影响

【目的】揭示碳源对活性污泥微生物细胞膜特性(磷脂脂肪酸组成和流动性)以及群落结构的影响规律。【方法】采用原子力显微镜、磷脂脂肪酸(PLFA)、荧光漂白恢复(FRAP)和Mi Seq分析技术,考察以葡萄糖、乙酸钠、蛋白胨、葡萄糖?蛋白胨(1?1)和乙酸钠?蛋白胨(1?1)为基质的序批式活性污泥(SBR)反应器中,活性污泥微生物表面粘附力、细胞膜PLFA组成和流动性及群落结构的差异。【结果】含有蛋白胨为碳源时相比于葡萄糖和乙酸钠为单一碳源,细胞膜磷脂流动性增加,且18?1ω9c、15?0iso和17?0iso的含量提高了53.1%-354.7%、135.6%-407.9%和88.1%-264.3%;同时其微生物表面粘附力和群落多样性均增大。优势菌群对碳源的响应呈现出不一致的规律:葡萄糖和乙酸钠为单一碳源时其优势菌门分别为放线菌门和变形菌门,Nakamurella和Flavobacterium分别为其优势菌属,群落多样性指数分别为3.65和4.25;蛋白胨为碳源时促进了Candidatus Saccharibacteria门的累积,群落多样性指数在4.96-5.09。【结论】主成分分析(PCA)表明,含有蛋白胨为碳源时微生物细胞膜PLFA组成具有相似性;冗余分析(RDA)表明,不同碳源驯化出不同的微生物群落,进而也对细胞膜磷脂组成产生了影响。     

一组高效喹啉降解复合菌群的构建及其降解特性

【背景】喹啉是一种典型的含氮杂环污染物,广泛存在于焦化废水,具有致畸、致癌、致突变作用,易通过水体污染环境。微生物技术因其绿色高效的特点,被认为是喹啉废水污染最有前景的修复手段之一。【目的】筛选得到一组高效喹啉降解复合菌群,实现含喹啉废水的高效工业化处理。【方法】使用逐级递增驯化法从焦化废水厂污泥中筛选出一组高效喹啉降解复合菌群,结合形态学观察并通过酶活测定、底物广谱性研究,完成对该复合菌群的初探。然后将该复合菌群的培养pH、温度、转速、装液量、接菌量、不同浓度外加碳氮源进行单因素优化,结合优化结果以喹啉降解率为目标进行响应面优化,并通过降解动力学研究喹啉对复合菌群降解行为的影响。【结果】分离出可30 h降解1 500 mg/L喹啉的高效复合菌群,可以降解多种含氮杂环化合物;响应面优化结果表明,当pH、温度、转速分别为6.8、30 ℃、200 r/min时,降解率最高达66%;降解动力学分析发现,当喹啉浓度为1 154 mg/L时,比降解率最大高达60.0 mg/(L·h)。【结论】该复合菌群具有高效喹啉降解能力和底物降解广谱性,为微生物高效处理含喹啉废水的工业化处理提供了良好基础。     

芘降解菌群驯化过程中的演变

【目的】筛选、驯化获得芘的高效降解菌群,为利用其对多环芳烃污染土壤进行生物修复奠定理论基础。【方法】利用芘作为底物在矿物盐培养基(MSM)中富集驯化,得到了一个混合菌群PYR,利用分光光度计和HPLC测定混合菌群的生长与降解的关系,并对混合菌群降解多环芳烃底物的广谱性和降解芘性能的稳定性进行了测定;通过冷冻干燥的方法对菌群进行了保藏,通过HPLC的方法对保藏后复壮的菌群的降解性能进行了测定;通过培养和非培养方法对菌群的多样性进行了调查,通过构建16S rRNA基因文库的方法,分析焦化厂原始土壤中菌群组成和混合菌群转接3次(PYR-3)、6次(PYR-6)和9次(PYR-9)后的组成变化。【结果】该混合菌群可以利用芘作为唯一碳源和能源生长,12 d对芘的降解率为89%,对于菲(86%)及荧蒽(49%)也具有较高的降解率,但不能降解萘和茚并芘,并且该菌群的降解活性经过多次转接和冷冻干燥保藏保持稳定,从混合菌群中分离得到了9株菌,这9株菌分布在无色杆菌属(Achromobacter),芽胞杆菌属(Bacillus),节杆菌属(Arthrobacter),微小杆菌属(Exiguobacterium)和类土地杆菌属(Parapedobacter)。系统进化分析表明变形菌门是土壤原样(100%)及以芘为底物富集的混合菌群中的主要类群(PYR-3,83%),与原土壤样品相似,PYR-3中γ-Proteobacteria(占变形菌门的77%)中假单胞菌属的菌依然占主导地位,但由于菌群的多样性增加,假单胞菌属所占比例减少。随着富集代数的增加,菌群的多样性进一步增加,γ-Proteobacteria的比例在混合菌群中的比例下降(PYR-6中占变形菌门的33%,PYR-9中占变形菌门的18%),而β-Proteobacteria在混合菌群中的比例上升(PYR-3中占变形菌门的13%,PYR-6中占变形菌门的36%,PYR-9中占变形菌门的55%)。【结论】混合菌群具有很强的芘的降解性能,并且随着传代次数的增加,菌群的组成趋于稳定。     

硫化物抑制潮土反硝化过程中氧化亚氮还原的菌群机制

【背景】土壤中的反硝化作用形成气态产物N₂O和N₂,会导致氮素的气态损失,并造成温室效应。硫化物对土壤的N₂O还原具有抑制作用,但其对菌群和功能基因的影响机制还不清楚。【目的】研究有无外加碳源情况下,硫化物对反硝化作用中间产物(NO、N₂O)的积累、反硝化功能基因(narG、nirS、nirK和nosZ)表达量以及菌群结构的影响。【方法】分别设置不同量葡萄糖(0和1000mg-C/kg干重土壤)和硫化钠(0和150mg-S/kg干重土壤)添加的交叉处理,进行室内微宇宙培养实验,利用自动化培养与实时气体检测系统检测培养过程中NO、N₂O和N₂的积累量,通过反转录定量PCR测定反硝化功能基因表达量,利用MiSeq技术平台基于16S rRNA基因序列的高通量测序分析样品的菌群结构。【结果】硫化钠的添加显著抑制N₂O还原,但是其对于N₂O积累量没有显著影响,却显著降低了NO的积累量。硫化钠的添加短时间内在转录水平上显著抑...