中度嗜盐菌Halomonas sp. STSY-3的耐盐特性研究

[目的]通过对中度嗜盐菌Halomonas sp.STSY-3的耐盐特性研究,为工程嗜盐菌的筛选提供方法和参数指导,同时为高盐废水的生化处理过程中工程菌的选用、问题诊断和工艺优化等提供必要的理论基础。[方法]以中度嗜盐菌Halomonas sp.STSY-3试验材料,利用吸光光度法测定盐度、接种量、阴阳离子和渗透冲击对该菌株生长特性的影响。[结果]Halomonas sp.STSY-3具有较强适应盐度变化的能力,菌株生长的盐度范围为1%～11%(NaCl,W/V),最适生长盐度为7%(NaCl,W/V);在系列NaCl浓度下,菌液接种量的增加可以有效地加强菌株在不同盐度下的生长;在12种不同的阴、阳离子中,仅有Cl-和Na+最适宜其生长,该菌株对SO42-也具有较强的耐受能力。[结论]该研究为高盐废水的生化处理提供了基础数据和耐盐特性测定方法。     

降解柴油嗜盐菌的筛选、鉴定及其降解特性

柴油污染对人类健康和生态环境构成了严重威胁,微生物修复成为柴油污染治理常用的方法。以柴油为唯一碳源,筛选获得35株可利用柴油的嗜盐菌,通过测定柴油降解率筛选得到1株高效降解柴油嗜盐菌B-18;通过测定表面张力、排油圈直径,以及进行免疫溶血实验,筛选得到1株高产生物表面活性剂嗜盐菌B-2。B-2排油圈直径可达6 cm,所产生物表面活性剂将发酵液表面张力从74.88 mN·m^-1降至27.15 mN·m^-1,对3%柴油的降解率为44.80%,将该菌鉴定为嗜盐盐渍微菌属(Salimicrobium sp.)。B-18对3%柴油的降解率可达54.00%,鉴定其为盐水球菌属(Salinicoccus sp.),GC-MS方法显示,该菌能降解碳链长度在14~29的烷烃。柴油体积分数为5%时,在Gibbons培养基(GM)中B-2和B-18对柴油的降解率可由原来在无机盐培养基(MSM)中的35.52%和45.62%分别提高至49.08%和53.46%;在GM中混合接菌B-2和B-18对柴油的降解率提高至68.50%,适宜降解条件为100 g·L^-1 NaCl,温度为37 ℃,初始pH为7.5,降解率最高达到70.45%。通过扫描电镜发现,B-2和B-18在降解柴油时发生了形态的典型变化,嗜盐菌表面形成黏性物质,细胞呈不规则团聚,从而加速对柴油的吸收降解。高盐环境下,复合菌系B-2和B-18在柴油污染的生物修复中具有较强的应用潜力。     

4株石油降解真菌的生长及降解特性分析

通过对4株石油降解真菌的生长速率及其对液体培养基中的原油和土壤中污油的降解情况进行测定,分析了不同菌株对石油烃的降解特性。结果表明,J12(Fusarium sp.)菌株在液体和固体培养基中的生长速率最大。在原油液体培养基培养30d后,色谱-质谱检测表明:J12菌株对C16～C31的直链烃具有较强的降解能力;J3(Bionectria sp.)和J4(Stachybotrys sp.)菌株能够完全降解原油中的芳香烃和支链烃,并且J4菌株还可以完全降解C33的直链烃,但是新增了C14的直链烃和一种C16H22O4;J11(Fusarium sp.)菌株可以完全降解C10的芳香烃,但是产生了两种C16H22O4。从原油降解后的组分及土壤中污油的组分检测结果推断,C7和C10芳香烃可能是石油烃降解的中间产物;J12菌株对原油和污油30d的降解率都最高,分别为64.25%和30.58%;除了J3菌株外,其他3个菌株对土壤中的污油降解率都低于原油的降解率。通过对菌株的生长速率及降解率比较发现,试验中石油的降解率与菌株的生长速率没有必然联系,主要与菌株的降解特性及石油的组分含量有关。     

盐渍化土壤中土著菌的石油烃降解潜力研究

自盐渍化地区(黄河三角洲)采集4种不同石油污染程度的土壤样品,从中筛选出高效降解石油烃的4个菌系和8个单菌株.分别以原油、柴油、烷烃和多环芳烃(PAHs)为底物进行培养,测定降解菌的生物量和降解率,研究其对不同底物的耐受浓度和降解潜力.结果表明,获得的石油烃降解菌为轻度嗜盐菌;不同菌株对不同底物的耐受浓度不同,混合菌系对不同底物的降解能力强于单菌株,对单一组分底物的降解优于复杂组分的底物;单菌株1-2、3、5、7能较好地降解PAHs并且对原油的降解能力高于柴油,单菌株1-1、4、6、8能够利用烷烃且对柴油的降解能力要比原油高;降解菌对柴油和原油的最高降解率分别可达78.4%和70.7%,对正十六烷和菲的生物降解率分别高达87.7%和88.1%,表现出较强的降解能力.研究结果表明黄河三角洲盐渍化土壤中土著菌对石油烃污染土壤具有较强的生物修复潜力.     

高效石油降解菌的筛选及其降解特性

从辽河油田和大庆油田石油污染土壤中分离筛选出两株高效石油降解菌L10和D6菌株,经形态观察、生理生化反应,确定此两株菌分别为芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis).采用室内盆栽培养方法,研究了石油烃的浓度和性质对两菌株降解活性的影响.结果发现,土壤中石油烃的含量和处理时间均影响微生物的降解效果,在处理10 d时,石油烃的去除率随着污染强度的增加而降低;随着处理时间的延长,微生物适应环境后,在石油烃含量为0.5%～2.0%时,石油烃的去除率随着浓度的增加而升高,在石油烃含量为2.0%～10.0%时,石油烃的去除率随着浓度的增加而降低;石油烃的性质影响菌株的生物活性,L10和D6两菌株对稀油的去除效果明显高于对稠油的去除效果,各组分的去除率依次为烷烃＞芳烃＞胶质沥青质,两菌株对不同性质的石油烃中的烷烃、芳烃和胶质沥青质的去除率不同.     

三株假单胞菌对石油降解特性的研究

从大庆油田的油井采出水及采出油中分离筛选到3株以石油为唯一碳源生长的菌株,经鉴定3株菌均为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).通过研究影响3株菌降解石油的初始pH、温度、转速、石油浓度、NaCl浓度及对不同碳源的利用情况,确定其中的优势菌株为W-2.三株菌的复配试验结果表明复合菌系W-1/W-2的石油降解率最高,达到92.5%,比单菌株W-1、W-2对石油的降解均有较大提高;而W-2/W-3复合菌系的石油降解率为57.9%,比单菌株W-2、W-3对石油的降解均有所降低.这三株菌均能耐受一定的温度和矿化度,复合菌系W-1/W-2的驱油活性较高,在微生物采油中有很好的应用潜力.     

石油降解菌群的构建及其对混合烃的降解特性

经富集、分离、纯化,并经选择性培养基的筛选和对总石油烃(TPH)降解能力的测试,从大庆油田石油污染土壤中获得6株分别具有环烷烃、直链烷烃和芳烃降解能力的菌株B_1、B_2、B_3、B_6、B_7和B_9。经16S r RNA基因序列比对,菌株B_1、B_2、B_6和B_7分别属于嗜氢菌属(Hydrogenophaga sp.)、苯基杆菌属(Phenylobacterium sp.)、鞘脂菌属(Sphingobium sp.)和芽胞杆菌属(Bacillus sp.),B_3和B_9属于节杆菌属(Arthrobacter sp.)。通过对接种比例、接种量和生长条件的优化,构建了微生物降解菌群,并采用该菌群进行混合烃污染土壤的修复。结果表明,该菌群对三类烃的去除均具有明显的促进作用。经过40 d的修复,环十二烷去除率达74.5%;100 d后,正十六烷和芘的去除率分别达56.9%和60.4%。前10 d修复过程中,各污染物降解速率最大,之后则逐渐降低,与土壤微生物多样性、数量以及活性的变化趋势相似。     

石油烃降解菌CQ6产生物表面活性剂发酵条件的优化

为了了解长庆油田石油烃降解菌产生物表面活性剂的情况,对菌株CQ6以原油为碳源时石油的降解率和发酵液表面张力进行了研究,并采用响应面分析法对该菌产生物表面活性剂的发酵条件进行了优化,在单因素的基础上,选择温度、转速和初始加油量3个因素,利用Box-Behnken中心组合原理和响应面分析法对数据进行了回归分析,得到了石油烃降解菌CQ6产生物表面活性剂的二次多项式回归方程的预测模型。结果表明,菌株CQ6产生物表面活性剂的最佳条件为温度25℃、转速190 r/min、接种量3.4%。在此条件下,菌株CQ6对石油的降解率可由优化前的64.4%升高至80.2%,菌株发酵液的表面张力由优化前的32.5 m N/m降至27.0 m N/m。     

两株石油降解菌的筛选及其生长特性

以原油为惟一碳源,通过富集驯化的培养方法,从新疆石油污染土壤中分离到2株石油降解菌,分别命名为XD-1和XD-2。根据其形态和生理生化特征分析,初步鉴定XD-1属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.),XD-2属于假单孢菌属(Pseudomonas sp.)。采用单因素试验考察环境因素对菌株生长的影响,结果表明,菌株XD-1和XD-2可生长的pH范围为6.0~9.0,最适生长pH为7.5;可生长的温度范围为15~45℃,最适生长温度为30℃;菌株XD-1有较高的耐盐能力,Na Cl浓度生长范围是0~70.0 g/L,2株菌的最适生长盐度为5.0 g/L。在此环境条件下,通过7 d液体降解试验,菌株XD-1、XD-2对1 000 mg/L石油降解率分别达到62.14%和63.66%。该研究为石油污染物的生物降解与污染土壤的生物修复提供了依据。     

复合菌群的构建及其对石油污染土壤修复的研究

从石油污染土壤中富集分离、筛选出3株高效降解石油的微生物菌株,通过生理生化特性研究及16SrRNA基因序列分析,确定3株菌均属于红球菌属(Rhodococcus sp),研究和比较了它们与实验室保存的4株菌(分别属于Gordonia sp,Comamonas sp,Pesudomonas sp)降解石油的能力。这7株菌株对石油的不同组分具有不同的降解能力,对7株菌进行不同的组合用以研究复合菌群对石油的降解。结果表明,由两株Rhodococcus sp,一株Gordonia sp和一株Pesudomonas sp组成的复合菌群D,降解石油的能力超过任何单一菌株和其他组合菌群。混合菌群D在5d的培养中能降解70.3%的石油总量和71.4%的芳香化合物。混合菌群D能降解99.8%的C13-19烷烃,92.6%的C20-26烷烃,82.2%的C27-32烷烃以及90.2%的植烷。在实验室模拟条件下,对土壤中石油的降解率达到50%以上。降解土壤中石油的最适温度为10～30℃、pH值为6.5～9.5,接种量需要在106CFU·g-1以上。     

耐盐植物虎尾草内生解烃细菌的筛选及其降解特性

从耐盐植物中分离具有石油烃降解功能内生细菌并研究其降解特性,为内生细菌协同宿主植物修复石油污染盐渍化土壤提供基础。以黄河三角洲长期受石油污染重盐碱地生长的耐盐植物虎尾草为材料,分离出能以柴油为唯一碳源生长的内生细菌24株。通过柴油降解试验,筛选得到1株高效石油烃降解内生细菌BF04。经生理生化特性及16S r DNA同源序列分析,确定BF04为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。通过液体培养试验研究了BF04对不同烃的利用能力和对柴油的降解动力学特征。结果表明:BF04能够利用直链烷烃、支链烷烃和单环芳烃,不能利用多环芳烃和苯酚。BF04能降解柴油中大部分烷烃,其中对短链烷烃(n C11~n C23)降解率高于长链烷烃(n C24~n C27)。BF04对柴油降解可以用一级反应动力学模型表示。在含有3%Na Cl的液体培养基中,BF04具有较强的降解柴油能力,在修复石油污染高盐环境中具有一定的应用潜力。     

Na2S2O8、H2O2在氧化处理石油污染土壤中的持续有效性研究

以过氧化氢(H_2O_2)和过硫酸钠(Na_2S_2O_8)为氧化剂,通过室内模拟实验,研究不同氧化剂及分次添加方式(1次或分3次)、外源添加零价铁(ZVI)处理对石油污染土壤中石油烃类污染物的去除能力,探讨了不同处理下氧化剂的持续性和去除污染物的有效性。结果表明:在氧化剂初始浓度为21、63、105 mmol·L~(-1)的处理中,H_2O_2在反应第2 d均已检测不到,Na_2S_2O_8剩余量在反应10 d后分别为11、35、60 mmol·L~(-1);反应10 d后,总石油烃类(TPH)总去除率在氧化剂初始浓度为63、105 mmol·L~(-1)的Na_2S_2O_8处理中显著高于H_2O_2处理(P0.05),分别高出12.41%、14.21%;在第4～10 d Na_2S_2O_8和TPH剩余浓度的降低均非常缓慢,表明土壤中能活化Na_2S_2O_8的物质不足;加入ZVI显著提高了TPH总去除率(P0.05),尤其促进了第4～10 d TPH的持续降解(分别增加了8.46%、8.49%、12.26%)。总量相等的H_2O_2分3次在第0、24、48 h投加,反应10 d后TPH降解率比一次性投加分别提高了17.26%、25.43%、28.11%。通过对反应体系有机组分的GC-MS图谱分析,反应10 d后H_2O_2分3次添加、ZVI活化Na_2S_2O_8处理中石油烃类总峰值分别降低了56.64%和57.60%,且部分长链烷烃被降解为相对较短的烷烃组分。研究表明:Na_2S_2O_8在石油污染土壤中持续性优于H_2O_2,但Na_2S_2O_8去除TPH的有效性随反应时间增加而降低;添加ZVI提高了Na_2S_2O_8去除TPH的有效性;分批次投加H_2O_2提高了石油污染土壤中的TPH降解率。     

嗜盐碱高环PAHs降解菌的分离及其降解特性研究

为获取嗜盐碱高环多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)降解菌,并研究其降解特性,利用盐度为5%、pH为8.6的无机盐培养液从延长油田石油污染土壤中富集分离出6株能以芘为唯一碳源和能源的嗜盐碱菌SYP-1、SYP-2、SYP-3、SYP-4、SYP-5和SYP-11。经形态学观察、生理生化特征分析和16S rRNA基因序列对比对菌株进行了鉴定,确定SYP-1为代尔夫特菌属(Delftia sp.),SYP-2、SYP-4和SYP-11为海杆菌属(Marinobacter sp.),SYP-3和SYP-5为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。初步的降解能力试验表明,6株降解菌7 d内可使初始浓度为50 mg·L~(-1)的芘降解率达42.3%～68.8%,使初始浓度为5 mg·L~(-1)的苯并[a]芘降解率达27.0%～49.4%。经耐盐碱特性分析,株菌SYP-1、SYP-2、SYP-3和SYP-11的可生长盐度范围为0～20%,SYP-4和SYP-5的可生长盐度范围为0～15%,6株菌均可在pH为5～10的环境中生长。选择了对芘和苯并[a]芘同时具有较高降解能力的4株菌SYP-2、SYP-3、SYP-4和SYP-11,分析了其在不同盐度和pH条件下对芘降解效率的影响,结果表明,无论在0～15%的盐度范围内还是在5～10的pH范围内,4株菌对芘均具有良好的降解效果。研究表明,所分离菌株具有较高的耐盐碱性,且对降解4环以上高环PAHs具有很大潜力。     

极端嗜盐古菌嗜盐特性研究及在废水处理中的应用

[目的]探讨极端嗜盐古菌的生理生化特性、最适生长条件以及对苯酚的降解效果。[方法]以一株盐生盐杆菌SYGJ-1为研究对象,分析了极端嗜盐古菌的生理生化特性以及不同生长条件(盐度、温度、pH)对其生长情况的影响,并探讨了该菌对苯酚的降解效果。[结果]极端嗜盐古菌SYGJ-1的最适盐度为19%,盐度17%或者25%时,生长量急剧下降;SEM图片表明,菌体在最适盐度时呈饱满短杆状,盐度小于15%时菌体呈球状,在盐度大于29%时会同时出现球状及长杆状菌体;最适温度为37℃,对数生长期为12~66 h;适宜pH范围为6.8~9.0;在苯酚浓度200 mg/L的培养基中生长良好,此时对苯酚的去除效率约为40%。[结论]极端嗜盐菌可有效降解有机污染物,并且菌体生长量与降解效率呈正相关。     

pH及盐分对大丽轮枝菌微菌核形成的影响

微菌核是棉花黄萎病原大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)在土壤中的主要存活形式及该病的侵染源,研究土壤pH及盐分对大丽轮枝菌微菌核形成的影响对明确黄萎病发生具有重要意义。采用菌丝生长速率法研究培养基pH及盐分质量浓度与种类对病原菌生长及微菌核形成的影响。供试大丽轮枝菌菌丝生长最适pH为7.0,偏酸或偏碱会抑制菌丝生长,但培养基偏碱可显著促进微菌核形成。当pH为8.0时,大丽轮枝菌菌丝生长受抑制较小,同时微菌核区面积较pH为7.0时增加22.6%。盐分质量浓度影响大丽轮枝菌菌丝生长及微菌核形成。随培养基NaCl质量浓度增加,供试大丽轮枝菌生长受到抑制,菌落面积和菌丝面积均逐渐减小,但微菌核形成量却显著增加;当NaCl质量浓度为10g·L~(-1)时,微菌核区面积较无NaCl时增加40.7%。盐分种类影响供试大丽轮枝菌生长。随盐分质量浓度增加,氯化物(NaCl和KCl)和硫酸盐(Na_2SO_4和MgSO_4)均可促进大丽轮枝菌微菌核形成,而CaCl_2则显著促进菌丝生长,并在质量浓度大于7g·L~(-1)时抑制微菌核形成。在培养环境偏碱性或氯化物和硫酸盐含盐量较高时,均可促进棉花黄萎病原大丽轮枝菌微菌核形成量增加。     

一株耐盐菌的分离鉴定及其孔雀石绿脱色的研究

从舟山双峰盐场的盐田中分离筛选到一株对孔雀石绿具有较强脱色能力的细菌,经鉴定为腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus sp. JJ-1)。研究孔雀石绿的浓度、脱色pH、氯化钠浓度及氧气对染料脱色的影响,并对脱色产物进行紫外-可见吸收光谱分析,HPLC分析和GC-MS分析,以揭示孔雀石绿的降解产物。脱色反应条件初步研究表明,Staphylococcus saprophyticus sp. JJ-1在4 h内对200 mg·L-1孔雀石绿脱色率可高达95%;该菌在低浓度孔雀石绿(50 mg·L-1)时能够在1 h内快速脱色;在有氧和厌氧条件下该菌的脱色率基本保持一致;在15%NaCl,200mg·L-1孔雀石绿条件下,5 h后的脱色率为94%;该菌脱色的适宜p H 7～10,培养时间4 h,脱色率达到95%。孔雀石绿的主要降解产物为4-(二甲氨基)二苯甲酮。     

不同碳氮源对Paracoccus sp.QD15-1降解邻苯二甲酸二甲酯的影响

邻苯二甲酸二甲酯（Dimethyl phthalate,DMP）是一种高毒性的有机污染物,Paracoccus sp.QD15-1能够高效降解DMP,碳氮源是微生物需求量最大的生长要素。本实验以Paracoccus sp.QD15-1为研究对象,在基础无机盐（MSM）培养基中分别外加不同碳氮源（碳源分别为5 g·L^-1的葡萄糖、蔗糖、乳糖和淀粉;氮源分别为5 g·L^-1的硫酸铵、硝酸钠、硝酸铵和尿素）,研究Paracoccus sp.QD15-1生长和降解DMP能力的变化。结果表明,外加4种碳源后,菌株生物量和降解DMP能力均显著提高,其中外加淀粉处理的最大比生长率达到0.13 lg（cfu）·h^-1,36 h降解率为78.2%,DMP半衰期为15.6 h。外加4种氮源后,降解菌的生物量均有所上升,其中外加尿素,36 h降解率为62.8%。研究表明,Paracoccus sp.QD15-1在不同碳氮源中均能够较好地降解DMP,且外加淀粉作为碳源和外加尿素作为氮源的降解效果更佳,在实际工程应用中具有良好前景。