菲降解菌的降解特性及酶促反应动力学研究

通过对取自MBR膜生物反应器中的活性污泥加入菲进行富集培养、驯化,分离、纯化出一株能以菲为唯一碳源和能源的短杆状革兰氏阴性菌J-1,细菌长2～5μm,宽1～3μm;研究了初始底物浓度、温度、pH对菌株J-1降解菲的影响,探讨了菌株J-1胞内酶对菲降解的底物抑制动力学。试验表明:菌株J-1在48h内能将不同浓度菲的水溶液中的菲完全降解;菲浓度增加,达到完全降解的时间延长。温度对细菌的降解能力影响较大,菌株J-1对菲降解的最佳温度为28℃。1.15mg·L-1的菲,28℃时48h内能完全降解,而相同时间内10℃时的降解率仅为36.65%。菌株J-1对pH的波动具有一定的适应性,pH在一定范围内(6.0～8.4)变化对菲降解的影响不大,降解反应的最佳pH为7.2。菌株J-1对菲的降解符合一级动力学反应方程。较高的底物浓度对酶促降解反应具有抑制作用,酶促反应的最大速率常数vm=1.17mg·L-1·h-1,米氏常数Km=61.70mg·L-1;底物抑制常数kS=49.60mg·L-1;最佳底物浓度[S]opt=55.32mg·L-1。     

磷对地下水反硝化系统中细菌菌群结构的影响

采用16SrDNA克隆文库法研究了两根磷矿石含量不同的反硝化柱中细菌菌群结构的异同,每根反硝化柱中的样品随机测定了108个克隆子序列。研究结果表明,尽管两反硝化柱内的细菌均具有高度多样性,但是磷矿石的投加与否可明显引起菌群结构的变化。无磷矿石添加的反硝化柱内细菌分属14个类群,而有磷矿石添加的反硝化柱内细菌分属10个类群。两反硝化柱内的优势菌群均为β-proteobacteria和Bacte-roidetes,其相对含量存在着一定的差别,添加磷矿石的反硝化柱样品中β-proteobacteria和Bacteroidetes在文库中所占的比例分别为50.93%、15.74%,而无磷矿石添加的反硝化柱样品中β-proteobacteria和Bacteroidetes在文库中所占的比例分别为49.07%、12.04%。此外,β-proteobacteria类细菌内Rhodocyclales类菌属占据主导地位,包括Thauera sp.、Azospira restricta、Denitratisoma等具有反硝化功能的菌属。而且,Rhodocyclales类细菌在PC柱样品文库中所占的比例比其在ZC柱样品文库中的比例高9.2%。因此,磷矿石作为反硝化柱的固相磷源,可以影响细菌菌群结构,增加优势菌群的数量,最终提高硝酸盐的去除效率。     

安徽某铁矿排土场废矿石中细菌群落分子生态学研究

采集了安徽某铁矿排土场酸水库周边不同类型的废矿石样品,分析了样品的物理化学性质,进而用分子生物学方法对比研究了样品中嗜酸菌群落组成及物理化学参数对群落结构的影响。结果表明,所采4个废矿石样品均呈强酸性,pHKCl均在3.0以下,并含有大量的金属离子和硫酸根阴离子,而有机质含量很低。总的来说,风化废矿石样品（KB和PD）比根际样品（WJ和GY）的物理化学条件更为严酷。样品中的细菌分属15个细菌类群,其中7个类群在4个样品中都有分布。经聚类分析发现,无论是物理化学参数还是细菌群落组成,都是风化废矿石样品聚为一个分枝,而根际样品聚为另一个分枝,说明物理化学条件对细菌群落组成有着决定性的影响。4个样品的Shannon指数和Simpson指数均显示,根际废矿石样品比风化废矿石样品细菌多样性高。各种物理化学参数对样品细菌群落的多样性影响不一样,pH和有机质含量与细菌多样性呈正相关关系,而硫酸根和磷与细菌多样性呈负相关关系。酸杆菌门细菌在所有4个样品中都占有很高的比例,它们在废矿石生态系统的物质循环和能量流动中发挥着重要的作用。     

承德地区两温泉中古细菌基因型多样性分析

通过构建16S rDNA克隆文库,对承德地区两个不同温度的温泉中古细菌的基因型多样性进行了分子生态学研究。结果表明:山湾子温泉(A12)74.5℃热水中的古细菌主要分属泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)两个门;七家温泉(A14)61.4℃热水中的古细菌则只属于泉古菌门,没有广古菌门微生物的分布。样品A12中的古细菌序列只可分为3种基因型,而A14中的古细菌序列可分为10种基因型。古细菌多样性的差异表明,温度是影响温泉中古细菌多样性水平的重要因素。样品A12中古细菌群落具有厌氧发酵乙酸产甲烷的生理功能,而A14中大多数古细菌均与氨氧化古菌有密切的亲缘关系,其主要生理功能为好氧氨氧化。     

负载型纳米Pd/Fe对挥发性氯代烃的去除

氯代烃的污染治理已成为当今世界最热门的研究领域之一。以水体中最常见的氯代烃污染物1,1-二氯乙烯（1,1-DCE）、林丹（γ-HCH）为主要目标污染物,探讨了不同条件下负载型纳米Pd/Fe对氯代烃的去除效果。负载型纳米Pd/Fe采用浸渍→液相还原→还原沉淀的方法制备,透射电镜显示采用该方法制备的负载型金属钯和铁的平均粒径均在纳米级范围内。负载型纳米Pd/Fe具有较高的表面反应活性,当负载型纳米Pd/Fe 用量为40 g/L、反应时间达2 h时,1.1-二氯乙烯和林丹的去除率分别达到85%和100%。脱氯率与Pd/Fe投加量、钯含量、初始pH值、反应温度等因素有关,与溶液的初始浓度关系不大。负载型纳米Pd/Fe对11-DCE和γ-HCH去除均符合一级反应动力学方程,速率常数分别为0-528 3 h^-1及2-012 9 h^-1,反应的半衰期t1/2分别为1.31 h和0.34 h。推断在反应过程中,Fe腐蚀产生的H2为主要还原剂,Pd是良好的加氢催化剂,在金属颗粒表面形成高浓度反应相,使反应短时间内完成。     

石油污染地下水中细菌分子生态学研究

采集了某废弃炼油厂的石油污染地下水样品,提取水中微生物总DNA,构建细菌16S rDNA克隆文库,并通过16S rDNA序列的系统发育分析,对样品中的细菌种群多样性以及群落结构进行了研究。结果表明,文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属11个细菌类群,分别为Betaproteobacteria(381％),Alphaproteobacteria(353％),Gamaproteobacteria(51％),Deltaroteobacteria(52％),Bacteroidetes(40％),Verrucomicrobia(25％),Epsilonproteobacteria(19％),Nitrospira(13％),Planctomycetes(13％),Candidate Division OD1(13％),Unclassified Bacteria(38％)。在这一生态系统中,Betaproteobacteria和Alphaproteobacteria类细菌占据主导地位,二者所占比例均在三分之一以上。群落中最主要的降解菌是噬氢菌属(Hydrogenophaga)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)细菌,它们在文库中所占比例达239％和195％。该石油污染地下水样品中细菌与许多其他已知的降解菌亲缘关系较近,如Sulfuricurvum kujiense、Trichlorobacter thiogenes、Rhodoferax ferrireducens以及红细菌属(Rhodobacter)、甲基单胞菌属(Methylomonas)和涅瓦菌属(Nevskia)细菌等。此外,文库中克隆的16S rDNA序列与许多类似的污染场地中发现的环境克隆相似性很高,如煤焦油污染的地下水、苯污染的地下水、原油污染的土壤、溴甲烷和氯甲烷污染的土壤、抗生素生产废水以及活性污泥等,证明该石油污染地下水中有大量降解菌群的存在。石油污染物的种类对降解菌群的组成有一定的选择作用。