营养物质对海洋土著石油烃降解菌生长影响分析

原位生物修复技术是解决石油污染海洋的重要途径之一。采集3个不同海域的海水水样,并对其理化性质进行分析,并在此基础上通过外加营养物质研究其对石油烃降解菌生长、降解石油烃的效果等的影响。结果发现,3个采样点石油烃降解菌种分布较少,仅分离出6株单菌3个不同的菌属。通过分析海水理化性质发现,石油烃降解菌种的数量和营养物质也较少。进一步研究不同的营养物质对石油烃降解菌生长的影响发现,磷氮元素对石油烃降解菌的生长具有显著促进作用;另外,添加氮、磷源后菌的降解效果显著提高,可以达到47.7%和49.6%。初步说明适量增加磷、氮元素对于原位生物修复石油污染海洋十分重要。     

生物法降解工业废水中石油烃研究进展

介绍了微生物降解石油烃的机理,探讨了生物可利用性、营养物质、p H、温度等因素对微生物降解石油烃的影响。综述了生物法在工业废水降解石油烃应用方面的研究进展。提出了当前存在的微生物降解机理、降解污染物酶系统及构建降解石油烃基因工程菌研究不足问题,对未来的研究趋势进行了展望。     

重质石油污染土壤的生物修复

石油污染土壤的生物修复以其成本低、环境友好而具有良好的发展前景。生物修复的研究主要集中在难降解的重质石油烃尤其是芳烃的生物降解基因和机理的研究。微观上应用分子生物学技术探索石油烃生物降解的机理、宏观上应用先进的仪器研究石油烃的降解和物理参数相关性的规律,筛选优势降解菌或菌群培育高效基因工程菌,通过对降解石油中重质组分的菌群进行群落分析和同生菌群的强化研究,认为不可培养微生物的研究和从分子水平重建石油降解微生物区系是一个重要的研究方向。     

石油烃降解菌降解性能及其对含油土壤的修复

考察了筛选出的3株石油降解菌C3 Pseudomonas putida、C4 Acinetobacter calcoaceticus、C5 Sphingomona sp.对石油烃的降解性能,研究了3株菌的复合菌、生物炭+复合菌、生物炭固定化复合菌等不同菌剂加入方式对含油土壤的修复效果。结果表明:3株菌均能以石油烃为唯一碳源和能源生长,C3、C4对饱和烃的去除能力较强,C5对芳香烃的去除能力较强,3株菌的复合菌对石油烃各组分的去除具有协同效果,30℃培养28d复合菌对石油烃的降解率达到79.73%;生物炭与复合菌联用对石油烃的去除具有协同效应,其去除效果CTBTB+BCTB;生物炭的加入有利于降解菌在土壤中的定殖,其中生物炭作为固定化载体加入土壤对降解菌的数量增加最为有利。     

两株低温石油烃降解菌的筛选鉴定及复配优化

筛选能够在低温条件下降解石油烃的菌株,探究降解菌株在低温条件下对石油烃的降解能力。从克拉玛依油田长期受到石油污染的土壤中通过富集、分离和纯化得到两株低温石油烃降解菌,经过形态学、生理生化和16S rDNA初步鉴定这两株菌为Agrobacterium tumefaciens和Sphingomonas pseudosanguinis。这两株降解菌能够在15℃,原油浓度3 g/L的条件下,7 d降解率分别达到48.25%和38.56%。为提高降解率,对两株菌进行复配,结果表明以2︰1比例复配时其降解率达到56.49%,高于单菌株降解率。     

中国近海海域石油烃类污染及生物防治

介绍了近几年我国近海海域的石油烃类污染情况以及对生态环境的影响,简述了目前用于处理石油污染的一些理化方法和生物方法,其中生物降解是目前最为彻底,最为经济,且不会对环境造成二次污染的有效措施;并分析了石油降解菌在降解石油烃时的策略,其主要的限制因素、降解步骤以及降解过程中参与反应的主要作用的酶。分析得出,单一性的降解菌对石油烃的降解效率低于多种微生物协作的效率,但海洋微生物群落复杂,分离困难,可以直接从基因层面出发,分析控制降解的限制性基因,并为处理海洋石油污染问题指出新方向。     

微波和紫外诱变选育高效石油烃降解菌株

采用紫外和微波发生器对实验室分离得到的1株石油降解菌Enterobacter sp.MX1进行紫外微波和微波紫外复合诱变。根据致死率曲线,在紫外照射功率15 W、时间3 min条件下得到突变菌株MXU2,并对其进行微波复合诱变30 s后筛选得到1株稳定高效石油烃降解菌株MXU2W2;微波照射50 s筛选得到MXW3,并对其紫外复合诱变4 min后筛选到1株稳定的高效石油烃降解菌MXW3U2。紫外微波MXU2W2和微波紫外MXW3U2这2珠菌降解石油烃7 d后,MXW3U2的对柴油体积分数1%的培养基降解率达到57.62%。正交实验确定微波紫外复合诱变的突变菌株MXW3U2优化生长条件为:温度30℃、pH为5、盐度4%、接种体积分数4%,在此条件下,菌株MXW3U2对柴油体积分数1%的培养基降解率达66.20%。     

乙酸改性苎麻纤维固定化微生物的石油污染修复研究

以乙酸改性苎麻纤维为载体吸附固定石油降解菌群,考察不同环境因素对游离菌和苎麻纤维固定化菌降解原油的影响,并对烷烃降解进行了探讨。结果表明,吸附-生物降解过程在原油污染修复中发挥了重要作用,固定化菌的生物降解率为85.16%。扫描电镜及红外光谱图显示,改性载体具有良好的疏水亲油性,能将微生物和石油烃吸附在表面及内部空隙中。且细菌自身产生的胞外聚合物增强了对载体材料的粘附,细菌活性未受影响。在不同环境条件下,固定化菌剂比游离菌群表现出更好的环境耐受性。GC-FID分析发现,固定化菌剂对短链烷烃(C12～C20)的降解率高达94.85%。     

乙酸改性苎麻纤维固定化微生物的石油污染修复研究

以乙酸改性苎麻纤维为载体吸附固定石油降解菌群,考察不同环境因素对游离菌和苎麻纤维固定化菌降解原油的影响,并对烷烃降解进行了探讨。结果表明,吸附-生物降解过程在原油污染修复中发挥了重要作用,固定化菌的生物降解率为85.16%。扫描电镜及红外光谱图显示,改性载体具有良好的疏水亲油性,能将微生物和石油烃吸附在表面及内部空隙中。且细菌自身产生的胞外聚合物增强了对载体材料的粘附,细菌活性未受影响。在不同环境条件下,固定化菌剂比游离菌群表现出更好的环境耐受性。GC-FID分析发现,固定化菌剂对短链烷烃(C12～C20)的降解率高达94.85%。     

基于约氏不动杆菌的萘生物降解特性

萘是典型的多环芳烃,毒害大、难降解,既是重要的环境污染物,又是代表性的石油烃成分,成为各类油污染场地生物修复的难点。碍于其水溶性差而制约了相关研究。利用一株从废油中分离得到的兼具石油烃降解能力和润湿反转无机杂质能力的约氏不动杆菌开展了萘的生物降解特性研究。通过研究降解因素优化出基础的降解条件;在此基础上,在50～2000 mg·L^-1范围内研究了该菌对萘的生物降解特性;并利用Monod模型和Haldane模型对比研究了该菌降解萘的动力学行为。结果表明,该菌在以2000 mg·L^-1萘为唯一碳源的特定条件下,以5%的接种量可以在146 h左右实现萘的全降解;Haldane模型适合于描述菌株的生长和底物降解行为,而Monod模型只适合于描述低浓度下萘的生物降解特性。     

优良菌株降解芘相互间影响作用研究

探讨了自行培养的2#、4#、9#菌在降解芘过程中的相互作用关系。分别对单一菌株、菌株间两两混合、三株菌混合三种情形对芘的降解作用进行研究。研究结果表明：三株菌中2#菌株的降解效果最好,5d内累积去除率为55.99%;菌株间两两混合时2#菌株的降解受到抑制,说明菌株间有相互抑制的作用;三株菌混合对芘降解时同样表现出相互抑制作用,抑制程度大于两两混合的情况,在降解过程中,pH值总体是下降的,并周期性地交替出现产酸和脱羧反应。     

高效重质石油降解菌群构建及降解性能评价

基于重油污染场地生物修复需求,本研究成功构建了高效重油降解混合菌群并通过降解前后重油组分结构及官能团的变化对混合菌群的降解性能进行评价。结果表明,混合菌群的结构在重油降解的不同阶段有明显差异。Pseudomonas、Reyranella、Parvibaculum和Pseudoxanthomonas等菌属在重油降解过程中先后起到主要作用,其中Parvibaculum和Pseudoxanthomonas属的功能菌在重油重质组分的降解中或起主要作用。经过对重油降解混菌长期连续强化培养,可使50天内重油降解率由25.42%提升至41.57%。将不同来源富集获得的四种重油降解混合菌群复配得到了QM混合菌群,20天和50天内重油降解率可分别达到42.31%和53.48%,同时50天沥青质降解率可达25.56%。经过菌群降解后重油内轻质组分及甲基、亚甲基等轻质基团含量大幅度下降,同时重质组分的饱和度增大、多环结构被活化、酯、醚等含氧重质组分实现轻量化,实现了高效且稳定的重油生物降解。     

油气田含油污泥生物处理技术研究进展

油气田含油污泥是石油钻井、运输、储存过程中产生的主要污染物。随着油气田开发的逐步深入,含油污泥所带来的生产和环境矛盾越来越突出。原有的含油污泥处理方式已经不适用新的环保要求。目前,物理化学处理方法初步实现了含油污泥减量化和原油资源回收,但其并不能从根本上去除含油污泥的石油污染物,甚至有可能造成二次污染。生物处理方法有低毒、环保、效率高等特点,具有较广泛的应用前景。本文介绍了含油污泥的来源、特征、处理标准和环境影响。将生物处理技术分为生物表面活性剂（BSF）洗油法和生物降解法,并从BSF的类型和特性、洗油机理、降解工艺、降解菌、对处理效果的影响因素以及BSF增强生物降解作用等方面进行了详细阐述。文章指出BSF洗油法主要应用于高含油污泥（含油率≥6%）的处理,含油率可降到2%以下;对于低含油污泥（含油率≤6%）采用微生物降解技术处理,可达到0.3%的生态标准。生物处理技术是最有前景的满足资源回收的环保型的含油污泥处理技术。     

橡胶工业有机废水降解微生物的驯化筛选与降解条件研究

用含M盐(2-硫醇基苯并噻唑)的橡胶工业有机废水驯化活性污泥,筛选出8株菌。纯化后进行混合培养,对其生长条件进行分析后发现:复合菌适合在30～35℃的偏碱性条件下生长,能耐受50 g/L盐度的影响。当添加葡萄糖和尿素后对复合菌生长影响较大,同时可使橡胶工业有机废水降解率分别提高18.6%和7.56%;无机离子也对复合菌的降解能力有一定的促进作用。采用综合正交试验得出:葡萄糖、尿素、菌量、转速分别为2g/L、1 g/L、20%、80 r/min为复合菌的最佳降解条件,最高降解率为68.24%,从而提高了投菌法的降解效率。     

New evidences of accelerating degradation of polyethylene by starch

An investigation into the effects of starch on both, UV photo‐oxidative degradation and biodegradation, of HDPE was focused on the interface between HDPE and starch using Synchrotron‐FTIR microscope (SFTIR‐M) and scanning electronic microscope (SEM). Carbonyl group detection by FTIR was conducted to evaluate the effect of degradation following exposure to UV photo‐oxidative degradation. The results showed that the concentration of carbonyl groups on the interface were higher, suggesting the role of starch in accelerating the UV photo‐oxidative degradation of HDPE. The interface between HDPE and starch was further observed under SEM to study the morphological changes after UV photo‐oxidative degradation and biodegradation. Micro‐cracking was observed on the interface between starch and HDPE after UV photo‐oxidative degradation. Tensile testing after UV exposure showed that the variation rate of elongation was higher for the samples containing starch. Starch, an easily biodegradable material, can also act as initial source of nutrients for micro‐organisms (bacteria, fungi, and algae) in the blend materials thus enhancing their biodegradability. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 130: 2282–2287, 2013     

Effect of bacterial inoculum ratio in mixed culture for decolourization and detoxification of pulp paper mill effluent

BACKGROUND: Effluent released from industry is a mixture of various pollutants. For the degradation of complex pollutants, mixed bacterial cultures can be more effective than a single culture. This study investigated the balance of bacterial populations in a mixed culture for maximum reduction of pollutants. RESULTS: This study deals with the degradation and detoxification of pulp paper mill effluent (PPME) by three bacterial strains, i.e. Serratia marcescens, Serratia liquefaciens and Bacillus cereus in different ratios, and found that two ratios, 4:1:1 and 1:4:1, were effective for the degradation of PPME. These ratios reduced the various pollution parameters. Enzyme bioassay revealed that more enzyme was produced during degradation for the ratio 4:1:1. High performance liquid chromatography (HPLC) analysis showed that the ratio 4:1:1 degraded 95% of lignin and related compounds, and chlorophenols up to 98%, whereas ratio 1:4:1 reduced lignin by 84% and chlorophenols by 58% after 7 days incubation. Degradation products were confirmed by gas chromatography–mass spectrometry (GC‐MS) analysis. A seed germination bioassay on Phaseolous mungo L. revealed that toxicity was reduced by the ratio 4:1:1. CONCLUSION: Due to variable potential of different bacteria show variation in their growth pattern at any contaminated site. This study shows that an appropriate ratio of mixed cultures is required for maximum degradation and detoxification of PPME. Copyright © 2012 Society of Chemical Industry     

Biodegradation of Petroleum Oil Effluents and Production of Biosurfactants: Effect of Initial Oil Concentration

Biosurfactants have been used in the petroleum oil industry for oil storage tank cleaning, for reducing the viscosity of heavy oil, thereby facilitating recovery, transportation, and pipelining. Also, they are used for microbial enhanced oil recovery either from residual oil in reservoirs or from oily wastewater. The present study is an investigation of biodegradation of petroleum oil effluents using Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 for producing rhamnolipid biosurfactants. The processes were performed in a mechanically agitated, fully baffled, air-sparged 10 L glass fermenter with a 5 L working volume. The effect of oil concentration (1%, 1.5%, 2%, and 2.5%) on the efficiency of oil biodegradation, rhamnolipid production, surface tension, and bacterial biomass was studied. The fermentation with 1.5% oil concentration gave the highest biodegradation for aliphatic hydrocarbons (98.85%), followed by 2% oil concentration (95% degradation), then with 2.5% oil concentration (80% degradation), and finally with 1% oil concentration (66.8% degradation). Also, the complete biodegradation of polyaromatic hydrocarbons was achieved for all tested oil concentrations. On the other hand, maximum rhamnolipid production of 2.7 g L⁻¹ as rhamnose equivalent and lower surface tension (30.2 mN m⁻¹) were achieved at 2% oil concentration.     

同时降解柴油和去除Cr(Ⅵ)的混合菌种特性研究

生物处理是目前废水处理最常用的方法之一,接种特殊驯化的菌株可达到加快去除污染物、实现治理的目的。在实验室条件下驯化得到同时降解柴油和去除Cr(Ⅵ)的混合菌种,对该混合菌种处理单一污染和柴油-Cr(Ⅵ)复合污染水体的效果进行了对比。结果表明,单一柴油污染时的柴油降解率低于复合污染中柴油的降解率,培养基2更适合复合污染。复合污染中,柴油最高降解率达96%,柴油初始浓度为3 027.89 mg·L^-1、Cr(Ⅵ)初始浓度为5 mg·L^-1时,培养基2条件下,Cr(Ⅵ)去除率最高,达88%。     

海洋石油降解菌固定化小球的制备及其对含油海水的降解特性

以实验室前期筛选分离得到的海洋石油降解菌SI-JHS为供试菌,在不同包埋条件下对SI-JHS进行固定化以提高其对含油海水的降解率,考察了pH值、盐度和温度等海水环境条件对固定化小球降解特性的影响。实验结果表明,包埋剂选用10%（质量分数,下同）的聚乙烯醇（PVA）和1%的海藻酸钠（SA）混合液,交联剂选用含3% CaCl₂的硼酸饱和溶液,包菌量为20%,活性炭添加量为5%时制备出的固定化小球成球性好,具有较好的传质性能和机械强度。SI-JHS固定化小球对含油海水的最适宜降解条件为：pH值7.0~7.5、盐度3%~4%、温度30~35℃。SI-JHS固定化小球对含油海水的降解率为97.8%,较游离菌提高了22.6%,固定化小球对海水中石油的降解过程符合准一级降解动力学模型。     

污泥有机污染物降解研究进展

城市污水处理过程迁移并富集在污泥中的有机污染物稳定性高、难降解,存在较高的生态风险,已成为制约污泥土地利用的主要因素。考虑到物化法处理污泥有机污染物的工程局限性,本文介绍了城市污泥中多环芳烃、苯并(a)芘与矿物油3种代表性有机污染物的来源、性质及危害。围绕污泥厌氧消化、好氧堆肥以及两者联合的作用机理,论述了有机污染物在污泥处理过程中的降解转化规律。分析了有机污染物降解的成因,指出有机污染物的生物利用度是影响降解效果的关键因素,污泥微生物细胞壁和有机污染物结构的稳定性阻碍了有机污染物与微生物的充分接触,从而影响了生物降解速率。为此,分析了热解法、超声法、臭氧法和添加外源物4种辅助手段的作用及其强化降解的效果。通过归纳总结,明确了污泥有机污染物降解的工艺组合及其过程优化的方向。