高效多环芳烃降解菌的筛选、鉴定及降解特性分析

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类高毒且较难降解的有机污染物。筛选高效降解菌,采用微生物降解PAHs,对于消除PAHs的环境污染和毒性具有重要的意义。采用萘平板法初筛、氧化还原酶活性复筛,筛选到3株PAHs高效降解菌,分别命名为B5、sh4、sh2。经16S rDNA基因序列分析鉴定,依次为伯克氏菌(Burkholderia)、罗尔斯通菌(Reutropha)、中华单胞菌(Sinomonas)。降解条件优化结果表明:B5、sh4、sh2均能以萘、蒽、芘为唯一的碳源,120 h内,三个菌株对单一萘(200 mg/L)、蒽(100 mg/L)、芘(50 mg/L)的降解率分别达到81%、65%、53%以上;混合多环芳烃萘(200 mg/L)、蒽(100 mg/L)、芘(50 mg/L)的降解率分别为:82.17%—99.13%、70.76%—87.25%、52.59%—75.07%。PAHs的降解率与其分子量相关,同时PAHs的分子量也影响着菌株B5、sh2的生长活性。相比较而言,菌株B5、sh4、sh2均具有较强PAHs降解能力;菌株B5对PAHs降解效果最佳,可能与其氧化还原酶活性高有关;菌株sh4对芘的耐受力强,具有降解高分子量多环芳烃的潜能。     

两株多环芳烃降解菌对菲、蒽、苯并菲的降解效果

为给微生物修复多环芳烃污染的土壤提供基础数据和参考,从汽车尾气污染土壤中筛选出两株多环芳烃降解菌(Y1和W1),分析了二者对不同浓度的菲、蒽和苯并菲溶液的降解率.结果表明.Y1和W1对菲的最适降解浓度分别为25 mg/L和50 mg/L,对蒽、苯并菲的最适降解浓度为50 mg/L;在菲、蒽、苯并菲溶液最适浓度下,Y1在10 d后对菲、蒽和苯并菲的降解率分别达到30.0％、57.8％和65.0％,25 d后分别达65.4％、82.0％和90.0％;W1在10 d后对菲、蒽和苯并菲的降解率分别达40.0％、70.0％和53.0％,25 d后分别达68.4％、92.0％和76.0％.培养60 d后,Y1和W1对菲、蒽和苯并菲的降解率均达到100.0％.     

南极多环芳烃低温降解菌的筛选及其降解特性研究

从南极嗜冷菌中筛选出1株降解多环芳烃的菌株NJ49,采用16S rRNA分子鉴定方法鉴定其属于希瓦氏菌属(Shewanella)。其降解特性研究表明:它可以在以萘为唯一碳源和能源的无机盐培养基中生长,在5℃低温环境中降解多环芳烃,这可为我国低温养殖海域多环芳烃的清除提供新的途径。     

生物强化堆肥降解菲

以多环芳烃为碳源对活性污泥进行驯化.选取未受污染的土壤、农业植物废物、树叶和锯屑加入菲配成模拟含菲堆制原料,分别采用添加经驯化的活性污泥和不添加活性污泥2种方法进行实验室规模的堆制,通过测定菲的残留率、堆体pH值、挥发性固体含量及种子发芽率研究了2个过程中菲的降解及堆肥过程的进展.结果表明:添加驯化的活性污泥大大加快了堆肥过程和菲的降解过程,并进一步降低了堆料中的菲含量:添加经驯化的活性污泥的堆体堆制20 d后菲的残留率可降至4.3%,堆制31 d后菲的残留率可降至1.5%;而未添加经驯化的活性污泥的堆体堆制31 d后菲的残留率才降至4.5%.本实验条件下,堆制31 d后,基本消除了堆料及菲对植物的毒害作用;不需额外调节pH、有机物含量,堆肥过程可正常进行.     

一株耐碱性芘降解菌的筛选及特性研究

以长庆油田油井口附近的土壤为材料,芘为唯一碳源和能源的BH培养基中分离到一株高效芘降解菌株b2,经形态学观察和16SrDNA测定,将其鉴定为分枝杆菌属(Mycobacteriumsp.)。研究发现,在培养温度为37℃、转速为175r/min,培养起始pH 10,接种量为2.0%时菌体生长较快。最佳培养条件下,在芘质量浓度为250mg/L的BH培养基中,经菌株b2降解4d后质量浓度下降76%。说明培养条件对菌株的生长和芘降解速度有明显的影响。     

鞘氨醇单胞菌GY2B降解菲的特性及其对多种芳香有机物的代谢研究

采用室内培养的方法，研究了一株鞘氨醇单胞菌GY2B以菲和其他芳香化合物为惟一碳源的降解特性。结果表明，菌株GY2B对10和60mg·L^-1初始浓度的菲，分别在24和60h几乎降解完全，而对230mg·L^-1初始浓度的菲，48h的降解率达到70％左右。此后菲浓度基本不再减少，到120h仍有大量的菲残留。计算表明，菲的初始浓度和菌株的比生长速率之间没有显著的相关性。进一步研究发现了高初始浓度的菲样品中会积累大量的中间产物1-羟基-2-萘酸。菌株GY2B降解水杨酸、1-羟基-2-萘酸和萘的过程中检测到2-羟基粘康酸半醛的吸收峰，该菌可能通过相同的途径降解这3种化合物。试验还证实菌株GY2B降解菲的过程也有2-羟基粘康酸半醛这种中间产物，更加明确了菌株GY2B先通过水杨酸途径，再经过邻苯二酚间位途径来降解菲。     

多环芳烃微生物降解的研究进展

多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境中的难降解的有机污染物。对多环芳烃的来源、分布、危害、处理方法等进行了综述,并对该领域的研究方向进行了展望。     

土壤中微生物对多环芳烃的降解及其生物修复的研究进展

多环芳烃是一类在环境中普遍存在的有机污染物,微生物降解是多环芳烃（PAHs）降解的主要途径。文中主要介绍PAHs的降解菌,降解机理和PAHs的生物修复方面的研究进展。这些进展可为降解菌株的分子及遗传机制研究提供理论依据,将促进通过基因工程优化降解菌、更有效地检测PAHs环境污染及实现PAHs污染的生物修复。     

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)在土壤中分布广泛且存留时间长。利用理化手段去除PAHs不仅价格昂贵,还会对土壤、沉积物以及地下水层等自然环境造成二次污染。生物修复主要是利用微生物代谢多样性降解有害污染物,被认为是最具有前景的修复技术。目前已分离鉴定出多种微生物具有降解PAHs的能力。为了更好地应用微生物修复土壤及环境中的PAHs污染,需要更加深入了解降解过程中微生物代谢途径的生理生化以及分子遗传机制。综述了土壤中多环芳烃的微生物降解,在前人研究的基础上,阐述了不同降解途径对不同分子量多环芳烃的生物代谢转化机理,为提高土壤中降解菌的生物修复能力提供了理论依据。     

降解菌对堆肥中多环芳烃降解作用的初步研究

通过在堆肥中加入经过驯化的降解菌这种土壤有机污染生物修复技术 ,以超声波提取 -高效液相色谱 (HPLC)分离测定的方法 ,对堆肥材料中多环芳烃的浓度变化进行监测 ,从而了解降解菌对堆肥中多环芳烃的降解作用。实验结果表明 ,降解菌对堆肥中的多环芳烃有明显的降解作用。     

西湖底泥对多环芳烃(菲)的吸附性能

采用现场采样、室内分析方法,研究了菲在西湖底泥中的吸附／解吸行为。结果表明,菲在西湖底泥中的吸附和解吸速率都较快,均能在8h内达到平衡。菲的吸附等温线为“S”形,能较好地符合Freundlich方程,说明西湖底泥有不均匀的外表面。其连续吸附／解吸曲线为阶梯形,有明显的不可逆吸附现象,是由于底泥中高含量的有机质造成的。     

不同地区农田土壤多环芳烃污染特征与来源解析

通过对农田土壤多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的分布特征、污染程度及成因解析,深入了解工业活动引发的土壤污染问题,实现工业园区周边农田土壤的污染预警和科学合理利用。在黄河三角洲石油开采区和西南铅锌冶炼区附近的农田分别采集89个和148个土壤样品,采用气相色谱-质谱仪（GC-MS）分析美国环境保护署（Environmental protection agency,EPA）优控的土壤中PAHs组成与含量,运用主成分分析（Principal component analysis,PCA）和正定矩阵因子法（Positive matrix factorization,PMF）模型比较两个区域农田土壤中PAHs的来源。结果表明,石油开采区农田土壤中16种PAHs总含量（以干质量计）平均值为149.8 μg·kg^-1（含量范围31.5~1 399 μg·kg^-1）,铅锌冶炼区农田土壤PAHs总含量平均值为267.6 μg·kg^-1（含量范围8.99~2 231 μg·kg^-1）,两个地区主要以4~6环PAHs为主。聚类分析、PCA和PMF 3种源解析方法对两个区域的PAHs来源进行比较,石油开采区农田土壤中PAHs主要来源及其贡献率分别为燃煤9.1%、生物质燃烧和石油源60.7%、化石燃烧24.1%以及柴油燃烧6.2%,铅锌冶炼区分别为生物质燃烧和石油源31.6%、汽油及重油的燃烧28.3%、煤燃烧40.1%。铅锌冶炼区周边农田土壤PAHs污染程度相对较高。     

菲和芘胁迫对平邑甜茶根毛细胞钙、钾和氢离子流动性的影响

【目的】探明多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)对植物生长毒害的机理,以及PAHs中不同物质毒害效应的差异。【方法】采用非损伤微测技术测定平邑甜茶幼苗根毛经多环芳烃菲和芘处理后Ca2+、 K+、H+流速变化。【结果】经过菲处理后,Ca2+、K+、H+流动性发生明显逆转,平均流速由对照的（-63.53±9.30） pmol•cm-2•s-1、（-60.56±14.56） pmol•cm-2•s-1、（+44.38±5.19 ） pmol•cm-2•s-1分别改变为(+127.18±39.95) pmol•cm-2•s-1 、(+109.97±25.68) pmol•cm-2•s-1、(-10.35±1.57 ) pmol•cm-2•s-1。经芘处理后,Ca2+、K+、H+流动性同样发生逆转,平均流速分别改变为（+220.29±60.42） pmol•cm-2•s-1、（+140.21±27.87） pmol•cm-2•s-1)、（-14.42±3.16） pmol•cm-2•s-1。【结论】PAHs破坏了细胞膜通透性,降低了离子通道活性,活化了根细胞质膜 Ca2+-ATPase 及 Ca2+/ H+反向转运体,扰乱了平邑甜茶根系对Ca2+、K+离子的吸收过程,造成相应元素缺失,并且芘造成的毒害效应显著高于菲,成为PAHs毒害植物体的机理之一。说明多环芳烃对植物生长的影响可以追溯到离子吸收及离子通道的改变上,为进一步研究PAHs对植物影响提供了理论依据。     

土壤和植物样品的多环芳烃分析方法研究

采用超声提取的前处理方法并结合HPLC/UV分离和分析技术,研究了土壤和植物样品的多环芳烃(PAHs)分析方法。结果表明,植物样品中供试6种PAHs的方法回收率为76.00%￣103.1%,相对标准偏差(RSD)均小于4.1%。土壤样品(干土或湿土,湿土含水量为50%田间持水量)中6种PAHs的方法回收率均高于85%,RSD则低于3.1%;但干土的方法回收率要高于湿土,RSD则比湿土略低。所建立的分析方法具有操作简单、省时的优点,有可接受的回收率和较好的重复性,可用于污染土壤和植物样品的PAHs检测分析。     

多环芳烃污染土壤的植物修复研究进展

多环芳烃是一类广泛存在于环境中的持久性有机污染物,它不仅降低环境质量还会危害人体健康。植物修复是近年来发展起来的一种利用植物修复环境污染的技术,也是当前生物修复研究领域中的热点,许多实验证明植物能够促进土壤中多环芳烃的去除。植物修复的机理主要包括植物对多环芳烃的直接作用、根际微生物的降解作用和植物与微生物的联合作用,植物修复的效率会受多种环境因素的影响。为此,对植物修复多环芳烃污染土壤的植物筛选、修复机理、影响因素进行了概括,并对国内外近年来植物修复技术在多环芳烃污染土壤修复中的应用、研究成果和存在的一些问题进行了综述。     

生物表面活性剂产生菌的筛选及产物性能研究

筛选获得一株生物表面活性剂产生菌,经生理生化与16S r DNA鉴定,获得菌株为铜绿假单胞菌147(Pseudomonas aeruginosa 147)。发酵产物经过薄层色谱、红外扫描分析其发酵产物为糖脂类生物表面活性剂(Biosurfactant,BS),单因素最佳发酵条件优化为碳源、氮源和碳氮比分别为花生油、硫酸铵和25∶1,最佳培养温度为30℃,pH值为8,Na Cl浓度为5 g·L-1。在最佳条件下培养36 h,发酵液的表面张力值比原来降低了42.08 m N·m-1,且能平稳保持至144 h。在108 h细菌生物量最大,为2.63 g·L-1,此时产生的糖脂最多,可达2.02 g·L-1。生物表面活性剂对不同环数的多环芳烃类物质(荧蒽、芘、苯[a]芘)的增溶效果实验表明:随生物表面活性剂添加量的增大,不同PAHs溶解度均增大;相同浓度生物表面活性剂添加条件下,高环多环芳烃(苯[a]芘)的增溶效果低于低环多环芳烃(荧蒽、芘)。     

多环芳烃对土壤线虫和微生物生物量的影响

通过向土壤中添加不同浓度的3种多环芳烃(PAHs)蒽、2-甲基蒽和7,12-二甲基苯并[a]蒽,研究PAHs对土壤微生物生物量碳和土壤线虫的影响。结果表明,土壤微生物生物量碳随PAHs浓度增加而呈指数下降,说明PAHs可抑制土壤微生物活性。土壤线虫总数随PAHs浓度不同而变化,低浓度和高浓度条件下土壤线虫总数增加,中等浓度对土壤线虫总数无影响。土壤线虫中食植物线虫和食细菌线虫占总数的81.8%,PAHs加入后此两类线虫仍占绝对优势,占总数的77.0%-92.8%。但线虫营养类群发生变化,食植物线虫和杂食性线虫比例增高,而食细菌线虫和食真菌线虫比例趋于降低,这主要由PAHs对土壤微生物的影响所致。     

一株土著B[a]P降解菌的筛选及降解特性研究

通过在液体培养基中添加苯并[a]芘(B[a]P)作为唯一碳源反复驯化培养,从长期受石油烃和多环芳烃(PAHs)污染的土壤中分离出8株能够降解B[a]P的细菌,其中一株细菌(命名为BB-1)具有最大降解效果。采用16s RNA基因测序结果表明,BB-1与巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)同源性为100%。为了研究BB-1的降解特性,在pH7.0、30℃条件下培养8 d,菌株B[a]P的降解率高达66.36%。为了考察培养基初始pH和外加蔗糖浓度对BB-1降解B[a]P的影响,30℃下振荡培养8 d,当设置培养基初始pH为4.0、6.0、8.0和10.0时,BB-1对B[a]P的降解率分别为12.14%、39.61%、55.21%和30.03%,可见pH为8.0时其降解效果最优;当添加0.1%蔗糖和0.5%蔗糖为外加碳源时,菌株BB-1对B[a]P的降解率分别为70.56%和74.89%,表明0.5%蔗糖的降解效果最优。     

腐植酸对土壤持留多环芳烃的影响

用腐植酸（HA）提取3种土壤（污灌区土壤、经过氧化的清洁土壤和未经氧化的清洁土壤）中的多环芳烃（PAHs）,对比其提取PAHs浓度的变化。结果表明,PAHs的可提取率受其自身性质和PAHs在土壤中持留时间的影响,并随着HA浓度的增加而增加。与氧化土壤相比,未氧化土壤中PAHs的可提取量较小,表明天然HA增加了土壤中PAHs的持留。污灌区土壤中PAHs可提取率较低,其可提取程度远远小于人工污染土壤。