硫酸盐还原菌的驯化培养及脱硫性能研究

采用单因素法及静态实验法研究驯化所得硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria，SRB)，旨在对影响菌群生长的因素及脱硫性能进行分析和研究。结果显示，该菌群属于中温菌，培养与应用均以35C为宜；生长环境酸碱度较宽，适宜的初始pH值为7．5左右；可在较高的氯化钠浓度下生存，适宜的浓度范围为10%左右。同时，脱硫实验表明菌的脱硫性能和硫酸根离子的去除率随硫酸根浓度的增加逐渐降低     

硫酸盐还原菌及其代谢物的接触作用影响石膏分解的实验研究

采用透析的方法,研究了硫酸盐还原菌(SRB)及不同分子量(0~200、200~2 000、2 000~10 000)代谢产物与石膏接触时对其还原分解的影响。实验结果表明,SRB代谢产生了更多的碱性物质,导致体系pH值明显上升;随着SRB及其代谢产物与石膏的接触作用逐渐增强,石膏的还原分解能力逐渐提高;SRB及其代谢产物可以诱导形成具有良好结晶形态的方解石和无定形态碳酸盐沉淀;代谢产物除可促进石膏还原分解外,一定条件下也可抑制石膏溶解。研究结果表明,SRB及其代谢物与石膏的接触作用对其还原分解有一定的影响,影响机制主要为络合作用和营造pH值、HCO-3浓度不同于溶液的SRB-石膏界面微环境。     

一株硫酸盐还原菌的分离及生理生态特性的研究

硫酸盐有机废水生物处理技术一直是人们关注的热点，该种废水处理的关键是如何在有效地去除COD的同时，高效地去除SO 2 4。厌氧生物处理系统中的硫酸盐还原菌（Sul fate Reducing Bacteria，SRB）在一定的条件下可以有效地将SO 2 4还原而从废水中去除。产酸脱硫反应器是一个复杂的生态学系统，在这个生态系统中，SRB起着最主要的生态学作用，要研究产酸脱硫反应器中的各种群的微生物的生理生态学，是非常复杂而且难以实现的。为了更方便地研究产酸脱硫反应器中的微生物生理生态学，比较好的做法是把在反应器中数量上占优势，并且起主要功能的种群分离出来，对它们进行单独和配合研究。本实验就是利用滚管法和改进的Hungate技术，在COD／ SO 2 4＝3的稳定阶段，对产酸脱硫反应器中的SRB进行了分离，分离出在数量上占优势的SRB，命名为SRB ZH07。在厌氧试管和三角瓶中，进行了SRB ZH07生理生态学研究。pH值对SRB ZH07的生长和硫酸盐去除率的影响，pH为 7．0左右SRB ZH07的生长状况最好，在34h，菌液的OD 600nm达到 0．827，而其它pH下的OD 600nm各时刻最大只有 0．08。在34h时，SO 2 4的去除速率达到38．06 m g／h，而pH值为 3．0、4．0、5．0、8．0时各时刻SO 24的去除速率最大为 9．62 m g／h。乳酸最有利于 SO 2 4的去除，于SO 2 4去除率为94．24％，其次为丙酸，28．81％，最差的是葡萄糖，13．6％，SRB ZH07利用有机底物对硫酸盐的还原率从大到小依次为：乳酸＞丙酸＞丁酸＞乙酸＞乙醇＞葡萄糖。 COD／SO 2 4大于 2．0时，SO 2 4的去除率为80％左右；COD／SO 2 4小于 2．0时，SO 2－ 4去除率迅速下降，降低到50％以下。SRB ZH07在有氧和无氧条件下都能生长，但只有在无氧条件下才能有硫酸盐的去除率。在有氧条件下，SRB ZH07的生长速率要快于在无氧条件下SRB ZH07的生长速率。 SRB ZH07代谢乳酸、丙酸、丁酸、戊酸终产物主要乙酸，所以当动态实验出水乙酸含量比较高的时候硫酸盐去除率比较高。出水乙酸的含量高是硫酸盐去除率比较高的标志，而不是原因。     

一株硫酸盐还原菌的分离及生理生态特性的研究

硫酸盐有机废水生物处理技术一直是人们关注的热点,该种废水处理的关键是如何在有效地去除COD的同时,高效地去除SO_4~(2-)厌氧生物处理系统中的硫酸盐还原菌(Sulfte-Reducing Bacteria,SRB)在一定的条件下可以有效地将SO_4~(2-)还原而从废水中去除。产酸脱硫反应器是一个复杂的生态学系统,在这个生态系统中,SRB起着最主要的生态学作用,要研究产酸脱硫反应器中的各种群的微生物的生理生态学,是非常复杂而且难以实现的。为了更方便地研究产酸脱硫反应器中的微生物生理生态学,比较好的做法是把在反应器中数量上占优势,并且起主要功能的种群分离出来,对它们进行单独和配合研究。本实验就是利用滚管法和改进的Hungate技术,在COD/SO_4~(2-)=3的稳定阶段,对产酸脱硫反应器中的SRB进行了分离,分离出在数量上占优势的SRB,命名为SRB-ZH07。在厌氧试管和三角瓶中,进行了SRB-ZH07生理生态学研究。pH值对SRB-ZH07的生长和硫酸盐去除率的影响,pH为7.0左右SRB-ZH07的生长状况最好,在34h,菌液的OD_(600nm)达到0.827,而其它pH下的OD_(600nm)...     

海南红树林湿地可培养硫酸盐还原菌的垂直分布特征研究

利用厌氧微生物分离技术,对深度为1.2 m 的海南红树林湿地沉积物钻孔样品进行了分离培养,共获得11 株 厌氧sulfate-reducing bacteria（SRB） 菌株。经显微观察和16S rDNA序列分析,可归纳为6个属,其中已经报道有芽孢杆菌 属（Bacillus）、弧菌属（Vibrio） 和梭状芽胞杆菌属（Clostridium）,另外3个属分别为伯克霍尔德菌属（Burkholderia）、希瓦氏菌属（Shewanella） 和海杆菌属（Marinobacterium）。不同属的细菌对硫酸盐还原的速率最低为14.71%,最高可达 56.78%,并且以上6属11株菌都能将+6价的硫还原生成-2价硫,并与培养基中的Fe2+结合生成黑色FeS沉淀,而这些无定 形FeS沉淀是生成黄铁矿的前体。红树林湿地SRB种群数量随沉积物深度的增加而降低,结合沉积物的地球化学分析测试 结果表明,表层（0 cm） 水界面的沉积物由于处于氧化-还原界面,氧气的周期性输入在一定程度上抑制了SRB的生长;随着 深度增加（10~40 cm）,充足的有机质、偏中性的pH值以及厌氧环境的增强,使得SRB种类和数量明显增加;而60 cm以下 沉积物中因TOC含量降低,减少了微生物可利用的碳源,pH值明显降低,Na+和Ca2+离子浓度明显增加,这些因素都抑制了 SRB的生长,使得深部沉积物中SRB的种类和数量显著减少。     

硫酸盐还原菌及异化铁还原菌对 黄钾铁矾还原作用的对比

选取酸性矿坑水环境中常见的次生含铁硫酸盐矿物———黄钾铁矾[KFe3(SO4)2(OH)6]为研究对象,用硫酸盐还原菌 Desulfovibriovulgaris 和异化铁还原菌Shewanellaputrefaciens CN32对其进行还原实验,探讨作为重金属治理潜在材料的 黄钾铁矾的微生物稳定性.实验采用非增长型培养基,在中性、厌氧、30℃的条件下进行.采用湿化学方法测量水溶液及还原产 生的总Fe2+ ,利用X射线衍射(X-raydiffraction,简称XRD)来分析反应后残余固体物质的矿物组成,用扫描电镜(scanning electronicmicroscopy,简称SEM)观察固体残余物的形貌特征.结果表明,没有微生物的参与,黄钾铁矾的稳定性较好.异化铁 还原菌S.putrefaciens CN32和硫酸还原菌D .vulgaris 在营养极其匮乏的中性厌氧条件下均能还原黄钾铁矾晶格中的 Fe3+ ,显示出黄钾铁矾被微生物还原的可能性.S.putrefaciens CN32还原黄钾铁矾晶格中Fe3+ 的最大还原速率和最终Fe3+ 还原率分别为0.001mmol·L-1·h-1和0.37%.与S.putrefaciens CN32不同,D .vulgaris 对黄钾铁矾的还原能力较强,不 含有电子穿梭体(Anthraquinone-2,6-disulfonate,简称AQDS)的实验体系中Fe3+ 的最大还原速率和最终Fe3+ 还原率分别为 0.017mmol·L-1·h-1和16.80%,而添加了AQDS的实验体系的则分别达到了0.026mmol·L-1·h-1和24.30%,这可能与 黄钾铁矾中含有SO42- 有关.D .vulgaris 优先还原黄钾铁矾晶格中的SO42- 产生的H2S是强还原剂,也可促进Fe3+ 的还原, 微生物以及H2S的双重作用可能是导致D .vulgaris 体系中Fe3+ 还原率较高的原因.XRD分析表明,黄钾铁矾经过S.putrefaciens CN32的作用,物相没有发生变化;而经过D .vulgaris 作用后,黄钾铁矾的特征峰消失,固相残余物中出现了菱铁 矿(FeCO3)、蓝铁矿[Fe3(PO4)2·8H2O]等次生矿物.由于培养基中没有添加任何的磷酸盐,因此蓝铁矿的出现可能是由于培 养基中添加的少量酵母浸膏降解后产生的磷酸根与D .vulgaris 还原黄钾铁矾产生的Fe2+ 相互作用的结果.这些认识对深入 理解地球表层铁的生物地球化学循环具有重要意义,为矿山环境重金属的污染治理提供了实验依据.      

铁氧化物对硫酸盐还原菌分解硫酸盐矿物的协同作用

以牛肉膏为碳源,用活性污泥混合菌接种,探讨在缺氧条件下添加不同的铁氧化物对硫酸盐还原菌(SRB)分解硫酸盐矿物的影响。通过溶液pH、铁离子、硫酸根浓度以及固体产物的SEM和EDS图谱分析,揭示硫酸盐矿物分解过程和机制。实验结果表明,铁氧化物对SRB分解硫酸盐矿物起着明显的协同作用:①被铁还原菌还原的Fe2+与硫酸盐还原产生的硫化氢反应形成铁硫化物,消除硫化氢对SRB分解硫酸盐的抑制作用;②铁氧化物还原溶解,提高体系的pH和碱度,增加生化产物CO2的溶解,诱导溶解的钙离子形成方解石沉淀,促进SRB分解硫酸盐矿物的过程。     

基于硫酸盐还原菌作用的油菜秆固定床处理模拟含Cr（Ⅵ）废水

探讨了固定床除Cr工艺以油菜秆为微生物生长的缓释碳源,含SRB的混合微生物和油菜秆对Cr（Ⅵ）的还原和固定的共同作用。动态实验分2阶段开展：初始2周的驯化阶段和梯度增加Cr（Ⅵ）浓度的除Cr实验阶段。除Cr实验中,间歇对固定床出水pH、氧化还原电位、SO42-及硫化物浓度、DOC、Cr（Ⅵ）浓度进行测试,实验结束后对固定床中固体产物进行SEM、EDS和XPS等分析。结果表明,油菜秆固定床处理模拟含Cr（Ⅵ）废水效果明显。当进水Cr（Ⅵ）浓度ρ[Cr（Ⅵ）]〈19.52 mg/L时,出水Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）浓度均低于排放标准（0.05 mg/L）;Cr（Ⅵ）被还原为Cr（Ⅲ）,Cr（Ⅲ）以氢氧化物的形式沉淀附着于油菜秆和其它固体物质之上。分析认为,油菜秆在固定床处理模拟含Cr（Ⅵ）废水中所起的作用主要包括3方面（作为微生物生长的缓释碳源;吸附Cr（Ⅵ）,降低其对微生物的毒性;作为Cr（Ⅲ）矿化产物的沉淀附着界面）;Cr（Ⅵ）主要通过SRB的直接作用及H2S的作用被还原为Cr（Ⅲ）;以油菜秆为碳源的固定床处理Cr（Ⅵ）的浓度上限介于15.05～19.52mg/L之间。     

向山垃圾填埋场-尾矿混合带硫酸盐还原菌分离

马鞍山向山垃圾填埋场建设在向山硫铁矿尾矿库之上、混入玢岩铁矿尾矿和酸性排水,是富含有机质的废物与富含硫酸盐、铁氧化物废物混杂的地带,这是一个微生物电子受体和电子供体长期共存的场所。对这样一个特殊的体系进行微生物矿物交互作用研究具有十分重要的意义。本文对向山垃圾填埋场-尾矿混合带的微生物进行富集培养,经过富集培养和平板划线分离得到一株纯菌。经光学显微和扫描电镜观察、16SrDNA测序、还原硫酸盐能力检测,鉴定该纯菌株为梭状硫酸盐还原菌(Clostridium Sulfate Reducing Bacteria,简称C.SRB)。其生理生化特性研究结果表明,该菌可以利用葡萄糖和乳糖为碳源生长,甲基红试验为阴性,吲哚试验、接触酶试验均为阳性。考查该菌株的生长代谢以及温度、pH、盐度等外界环境影响因素发现,培养该菌株36 h消耗硫酸盐比速率最高为0.73 mmol/g·h;最适生长条件为温度35℃、pH值7、盐度0.5 g/L。     

硫酸盐还原菌粘附作用对硬石膏分解的影响

硫酸盐还原菌(SRB)分解硫酸盐矿物对C、S、Fe、Sr、Ba等元素的循环起着重要制约作用,二者相互作用机制的阐明具有重要的矿物学、地球化学及地质微生物学意义。通过设计厌氧实验,本文探讨了SRB与硬石膏的作用过程及机理。结果表明,较之无菌体系,SRB体系中氧化还原电位(EORP)显著降低;可挥发性硫(AVS)与蛋白质浓度则不断增大;硬石膏中总溶出硫含量增加;硬石膏表面SRB粘附位置出现明显溶蚀现象。分析表明SRB通过两种机制促进硬石膏分解:SRB还原代谢消耗溶解态SO42-,降低SO42-浓度,进而促使硬石膏持续溶解;SRB粘附于硬石膏表面,其自身及代谢产物通过络合硬石膏中的Ca加速矿物分解,此种机制在前人的研究中被普遍忽略,而通过此机制SRB亦可促进难溶硫酸盐(天青石、重晶石等)及铁氧化物的溶解,进而制约相关元素的地球化学行为。     

生物去除地下水中硫酸盐的实验研究

使用平皿夹层厌氧法分离得到纯化的硫酸盐还原菌,通过对比封口、敞口两种情况下细菌培养过程中产生的现象和细菌的生长曲线,表明SRB并非严格的厌氧菌,能耐受一定浓度的环境溶解氧.将该菌用于去除溶液中的SO42-,发现SRB在还原SO42-的过程中,随着SO42-去除率的增加,溶液的pH值会减小,而当SO42-去除率降低时,溶液的pH有增加的趋势;COD/SO42-比值对SO42-的去除率有很重要的影响,在封口情况下,COD/SO42-=0.75时SO42-的最大去除率约为48.60%,COD/SO42比值增加至2.5时,SO42-最大去除率可以达到89.72%,要达到SO42-高去除率,必须增加COD/SO42-比值.     

微生物铁还原作用对蒙脱石保存有机物的影响:以硫酸盐还原菌为例

本文研究了微生物的铁还原作用对黏土矿物有机质保存的影响。将一种有机化合物(十二氨基十二酸)插层到一种富铁的蒙脱石(绿脱石)中,利用硫酸盐还原菌(Desulfovibrio vulgaris)分别对插层前后的绿脱石进行作用,以研究该菌对绿脱石结构中Fe3+的还原作用以及层间有机物的影响。结果发现,1Desulfovibrio vulgaris能够还原这2种绿脱石结构中的Fe3+,且电子穿梭体AQDS(蒽醌-2,6-二磺酸)能够增强还原速率和程度;2硫酸盐的存在能够增加还原速率和程度,表明还原过程中生成的硫化物与绿脱石结构中的Fe3+发生了化学还原作用;3通过X射线衍射、红外光谱、总有机碳分析表明,还原后的绿脱石,其结构层内仍有大量有机物,具有一定的稳定性和保存层间有机质的能力。     

江汉平原浅层含水层中土著硫酸盐还原菌对砷迁移释放的影响

硫酸盐还原菌是厌氧环境中参与砷形态转化的重要微生物种群,其介导的生物地球化学循环过程对铁氧化物表面吸附态砷迁移转化的影响亟待深入研究.选取江汉平原典型高砷含水层原位沉积物分离纯化出一株严格厌氧硫酸盐还原菌Desulfovibrio JH-S1,对其进行砷和铁还原能力鉴定,并通过模拟培养实验探究硫酸盐还原菌参与下的铁矿物相转化对吸附态砷迁移的影响.Desulfovibrio JH-S1具有Fe(III)还原能力,无硫和有硫体系中Fe(III)均能被还原,但在硫酸盐充足条件下铁还原量显著增加;该菌株不具备As(V)还原能力,但添加硫酸盐的培养体系中As(V)去除率可达96%以上.Desulfovibrio JH-S1能够还原硫酸盐从而促进载砷的水铁矿还原转化为纤铁矿,并导致吸附的砷释放.江汉平原高砷含水层土著硫酸盐还原菌兼具硫酸盐/铁还原功能,参与了高砷含水层系统中砷-铁-硫耦合循环,对高砷地下水的形成具有重要作用.      

长江口盐沼硫酸盐还原菌的分布特征与环境机制

选择长江口崇明东滩两类植被区（互花米草、土著植被）纵向剖面,根据不同高程部位柱样土壤和植被根际硫酸盐还原菌（SRB）与异养菌的数量,颗粒有机碳（POC）含量与δ13C值,孔隙水Cl-/SO2-   ４摩尔比等,研究盐沼SRB的空间分布特征与机制。自高潮滩向光滩,柱样氧含量降低,SO2-   ４含量增加,导致SRB含量增加,SRB在有机质矿化中的作用增强。高潮滩柱样不同深度层位的异养菌数量明显大于中潮滩和光滩柱样的相应层位,这与由陆向海柱样氧含量及POC含量降低有关。SRB对植被根际环境的变化较敏感,芦苇根际最有利于SRB生长,藨草根际次之;互花米草根际不利于SRB生长,根系分泌物可能对SRB有抑制作用。土壤有机质含量是导致不同纵向剖面相同高程部位柱样之间微生物数量差异的主要因素。同一纵向剖面不同高程部位柱样之间在土壤氧含量与SO2-   ４含量方面的不同,导致这些柱样微生物数量存在差异。盐沼柱样孔隙水Cl-/SO2-４摩尔比总体偏低,多小于19.33,指示有非海源SO2- ４加入。非海源SO2-４的加入掩盖了硫酸盐还原作用对SO2-４的消耗,增加了利用孔隙水Cl-/SO2-４摩尔比定量研究盐沼硫酸盐还原作用强度的难度。柱样中SRB越多,Cl-/SO2-４摩尔比就越大,硫酸盐还原作用就越明显。     

石家庄污灌区土体和地下水中硫酸盐还原菌的分布及生态效应

通过对石家庄污灌区土体和地下水中硫酸盐还原菌的分布及其地球化学作用、生态效应研究,表明土壤包气带中均含有一定量的硫酸盐还原菌(SRB),其菌落数在0.4～8.9×102(个/g),土体上部1 m以浅菌落数大于下部.地下水中SRB菌落数在0～2.5(个/mL),远远小于土体的菌落数.研究SRB对污染土体、地下水体的生态效应,将有助于人们研发利用该菌对环境污染的治理与修复技术,为环境保护提供理论基础和技术支撑.     

富集培养条件下湖泊和沿海海域水体硫酸盐还原菌的耐氧性特征

硫酸盐还原菌（sulfate-reducing bacteria,SRB） 是一类兼性厌氧菌,在湖泊和海洋有机物矿化过程和生物源性黄铁矿 的生成过程中都扮演着重要角色。环境溶解氧浓度对硫酸盐还原过程影响较大,硫酸盐还原菌在水体中的耐氧性是目前的研 究热点。文章采集了象山港和水口水库不同溶解氧水平下的水样,并在相应的溶解氧梯度下进行富集培养,以探讨不同溶解 氧浓度下硫酸盐还原菌的耐氧性特征及硫代谢相关菌的组成。结果显示,在富集培养条件下湖泊和沿海海域中Desulfovibrio （脱硫弧菌属） 和Desulfomicrobium （脱硫微菌属） 为主要硫酸盐还原细菌,而Shewanella （希瓦氏菌属） 和Sulfurospirillum （硫小螺体属） 为其硫代谢相关菌。Desulfovibrio的相对丰度与溶解氧水平密切相关,随溶解氧浓度的减少,其相对丰度增加。 SRB 的耐氧上限为6.68 mg/L,明显高于以往纯培养或共培养的耐氧上限值。作者推测这不仅与其高氧环境的适应策略有关, 还可能得益于共存菌的贡献,后者可能通过消耗环境中的氧为Desulfovibrio提供生态位,提高其耐氧水平。     

东胜砂岩型铀矿床中硫酸盐还原菌成矿作用模拟研究

通过对东胜砂岩型铀矿床中岩石样品的生物学分析,发现铀矿各区域分布着不同种属的硫酸盐还原菌(SRB),其分布规律和矿床环境因素密切相关;通过对地下水中铀的还原实验和SRB—水—岩模拟实验,研究了SRB的生长、繁殖、代谢和铀矿形成之间的相互作用,认为SRB通过产生还原作用形成有利于自身生存的微生态环境,改变了铀的价态和溶解...     

酸性矿山废水对合山地下水污染的硫氧同位素示踪

以广西合山煤矿为例,应用硫酸盐硫、氧同位素示踪并量化酸性矿山废水对矿区地下水的污染。合山矿井水表现出高浓度SO2-4和低p H值的酸性矿山废水特征,其硫酸盐硫、氧同位素组成显著富集轻同位素,表明煤矸石中黄铁矿的氧化是其产生的主要机制,反应途径为微生物作用下Fe3+对Fe S2的氧化。利用硫酸盐硫、氧同位素组成并应用三元混合模型计算,结果表明矿区地下水基本都受到酸性矿山废水的入渗影响,其对地下水硫酸盐的贡献比例为16%~52%。硫酸盐硫、氧同位素能够示踪酸性矿山废水对地下水的影响,是示踪与评价矿山开采活动对地下水污染的有效手段。     

埋藏环境硫酸盐岩岩溶发育的微生物机理

针对我国广泛分布的碳酸盐-硫酸盐岩混合建造,选择其中的硫酸盐岩作为研究对象,通过室内水-岩和水-岩-细菌两个封闭系统的硫酸盐岩溶蚀模拟实验,模拟了细菌数、温度、时间等因素对反应系统水化学组分的影响,研究了两个系统内的地球化学作用.结果表明,水-岩系统内发生的是硫酸盐岩溶解作用;水-岩-细菌系统内发生了细菌硫酸盐还原作用和细菌硫酸盐还原驱动的硫酸盐岩溶解作用,导致埋藏环境硫酸盐岩岩溶的发育,进而增强了与硫酸盐岩共生的碳酸盐岩的渗透性.研究成果开拓了油气储层古岩溶研究的新思路.      

厌氧生物法处理高浓度酸性硫酸盐废水研究

以厌氧移动床生物膜反应器处理高浓度酸性硫酸盐废水,考察了生长因子B对体系pH缓冲能力和SO4^2-去除率影响。实验证明,加入生长因子后,可使进水pH值从6.80降到3.08,出水pH稳定在6.78±0.5,此pH下SO4^2-去除率比单一葡萄糖为碳源提高5.72倍。在半连续试验确定的体系最佳运行参数下连续运行试验,SO4^2-、CODCr去除率分别从85.17%、74.05%增至95.66%和88.56%,148 d负荷试验后,进水SO4^2-浓度从500 mg/L增加至2 876 mg/L时,出水SO4^2-浓度均在238.42 mg/L以下,SO4^2-的去除率稳定在90%以上,处理SO4^2-浓度最高可达3 580 mg/L。该体系在加入生长因后,可处理高浓度的酸性硫酸盐废水。