检索结果-南通市图书馆

假单胞菌属细菌LV1强化序批式生物膜反应器喹啉降解性能

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化工进展 2024年

作者：陈虎王莹王璞玉吕永康太原理工大学环境科学与工程学院中国辐射防护研究所省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西浙大新材料与化工研究院

本研究以能够降解喹啉的假单胞菌属细菌LV1为研究对象，首先研究了碳源对菌株LV1喹啉降解性能的影响，结果表明适当添加乙酸钠可以促进菌株LV1的喹啉降解性能，且当乙酸钠添加量为1.00 g/L时促进效果最为显著。基于此，采用外施乙酸钠... 详细信息

本研究以能够降解喹啉的假单胞菌属细菌LV1为研究对象，首先研究了碳源对菌株LV1喹啉降解性能的影响，结果表明适当添加乙酸钠可以促进菌株LV1的喹啉降解性能，且当乙酸钠添加量为1.00 g/L时促进效果最为显著。基于此，采用外施乙酸钠和梯度增加喹啉浓度方式成功启动了序批式生物膜反应器。然后将菌株LV1接种至反应器考察其对反应器喹啉降解性能的影响，结果表明接种LV1后反应器运行35 d后出水喹啉和CODcr去除率分别稳定在95.70% ± 1.25%和86.49% ± 0.99%。与未接种LV1相比，强化后反应器喹啉和CODcr去除分别提高了近46%和33%，表明菌株LV1能够强化反应器对喹啉的降解。最后通过16s rDNA高通量测序技术分析了反应器强化前后菌群结构的影响，接种LV1后显著改变了系统微生物的种群多样性以及菌群结构，假单胞菌科和丛毛单胞菌科是反应器启动阶段和生物强化阶段降解喹啉污染物的核心种群，其中归属于β-变形杆菌纲丛毛单胞菌科在强化阶段的相对丰度显著增加。根据PICRUSt结果发现挂膜启动和生物强化阶段编码芳香环裂解酶基因特别是编码氮杂环裂解酶基因的相对丰度显著增强，这些均有利于维持或增强反应器的喹啉降解性能。

关键词：喹啉降解假单胞菌属序批式生物膜反应器生物强化微生物群落结构

Pseudomonas ***6降解喹啉过程中除磷特性及影响因素研究

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北京大学学报（自然科学版） 2014年第2期50卷 361-368页

作者：段明君倪晋仁北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳518055 北京大学环境工程系水沙科学教育部重点实验室北京100871

从工业废水处理系统中分离出一株以喹啉为唯一碳源和氮源的假单胞菌***6），用于喹啉降解同步除磷，并采用正交实验设计优化出最佳条件。菌株QG6具有较好的喹啉降解能力，12小时内能将96～144mg／L的喹啉完全降解。菌株QG6在好氧条件下... 详细信息

从工业废水处理系统中分离出一株以喹啉为唯一碳源和氮源的假单胞菌***6），用于喹啉降解同步除磷，并采用正交实验设计优化出最佳条件。菌株QG6具有较好的喹啉降解能力，12小时内能将96～144mg／L的喹啉完全降解。菌株QG6在好氧条件下具有除磷能力，不存在喹啉的条件下，以有机碳为碳源、无机氮为氮源、初始磷酸盐浓度为8．69—19．41mg／L时，20小时内能去除磷酸盐86％以上。初始喹啉浓度为144mg／L（其自身的碳氮比约7：1）、磷酸盐浓度为10mg／L时，若不外加有机碳源，喹啉在12小时内被降解完全，同一时段内除磷率仅为33％。外加有机碳源至碳氮比20：1且其他条件都相同时，喹啉降解效果不受影响，且同步除磷率提高到86％。正交实验表明，外加碳源条件下喹啉降解的最佳条件按影响大小排列为：初始喹啉浓度200mg／L，温度25℃，pH8，摇床转速120rpm；除磷最佳条件为：摇床转速100rpm，温度为25℃，初始喹啉浓度150mg／L，pH9。

关键词： Pseudomonas sp QG6 喹啉降解除磷正交试验

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降解喹啉的微生物燃料电池的产电特性研究

环境科学学报 2009年第4期29卷 740-746页

作者：张翠萍王志强刘广立骆海萍张仁铎中山大学环境科学与工程学院广州510275 清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

通过构建双极室微生物燃料电池(Microbialfuelcell,MFC),对喹啉的降解及MFC的产电性能进行了研究.试验结果表明,当喹啉初始浓度为500mg·mL-1,葡萄糖与喹啉浓度之比为1∶1,3∶5,1∶5时,MFC的最大输出电压分别为558mV、469mV、328mV,运... 详细信息

通过构建双极室微生物燃料电池(Microbialfuelcell,MFC),对喹啉的降解及MFC的产电性能进行了研究.试验结果表明,当喹啉初始浓度为500mg·mL-1,葡萄糖与喹啉浓度之比为1∶1,3∶5,1∶5时,MFC的最大输出电压分别为558mV、469mV、328mV,运行周期分别为56.4h、70h、82.5h;最大功率密度分别为173mW.m-2、122mW.m-2、60mW.m-2(按阳极截面积计算)或者35W.m-3、24W.m-3、12W.m-3(按阳极室有效容积计算).MFC可实现对喹啉的高效降解,但葡萄糖的浓度对喹啉的降解速率有较大影响.当葡萄糖浓度分别为500mg·mL-1、300mg·mL-1和100mg·mL-1时,使500mg·mL-1喹啉完全降解的时间分别为6h、24h和***闭路条件下对喹啉的降解速率高于开路厌氧条件下的喹啉降解速率约10%.MFC对喹啉的降解与产电速率之间存在差距,喹啉被快速降解至较低浓度(喹啉和葡萄糖作为混合燃料时,可以在实现高效降解喹啉的同时可稳定地向外输出电能,这为杂环芳烃类难降解有机物的高效低耗处理提供了新的途径.

关键词：微生物燃料电池喹啉降解共代谢产电性能

PVA/ZnONPs活细胞固定化载体的构建及喹啉生物降解特性试验研究

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安全与环境学报 2020年第1期20卷 200-205页

作者：刘永军周珺珺刘羽张婷婷刘磐西安建筑科技大学环境与市政工程学院西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西省环境工程重点实验室西安710055

利用ZnO纳米颗粒(ZnONPs)修饰聚乙烯醇(PVA)制备活细胞固定化载体,并将喹啉降解菌Ochrobactrum ***-1固定。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,ZnONPs均匀地分布在PVA内部孔隙表面,强化了对细菌及喹啉的吸附效果,且载体内部有... 详细信息

利用ZnO纳米颗粒(ZnONPs)修饰聚乙烯醇(PVA)制备活细胞固定化载体,并将喹啉降解菌Ochrobactrum ***-1固定。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,ZnONPs均匀地分布在PVA内部孔隙表面,强化了对细菌及喹啉的吸附效果,且载体内部有大量孔隙支持细菌生长。喹啉生物降解结果表明,固定化细胞喹啉氧化还原酶(Qor)活性是游离细胞的1.7倍,喹啉降解能力大大增强。固定化细胞经驯化后,在喹啉起始质量浓度500 mg/L的条件下,10 h后,固定化细胞喹啉降解率为99.8%,远高于游离细胞的43.2%。当喹啉质量浓度为600~800 mg/L时,固定化细胞对喹啉的降解率可稳定在95%以上,固定化细胞重复利用30次后,喹啉降解率仍维持在94.9%以上,表现出良好的机械耐受强度,可应用于实际生产。

关键词：环境工程学 PVA/ZnONPs 活细胞固定化载体性能喹啉降解

PVA-SA活细胞固定化载体性能表征及喹啉生物降解特性

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水处理技术 2018年第3期44卷 49-51,57页

作者：谢琪琪刘永军刘羽王金胜西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055

将聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)混合作为细胞固定化载体,采用冷冻解冻法将喹啉降解菌(Achromobacter sp.)进行活细胞固定化,并对细胞固定化载体性能及喹啉降解特性进行了分析。结果表明:细胞固定化载体内部具有大量孔隙,比表面积达1.158... 详细信息

将聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)混合作为细胞固定化载体,采用冷冻解冻法将喹啉降解菌(Achromobacter sp.)进行活细胞固定化,并对细胞固定化载体性能及喹啉降解特性进行了分析。结果表明:细胞固定化载体内部具有大量孔隙,比表面积达1.158 m^2/g;固定化细胞的力学强度和传质性能研究结果显示,经24 h高速搅拌,完整固定化细胞载体的保留率在98%以上,常温下对亚甲基蓝吸附的百分比为62%;当喹啉浓度小于500mg/L时,固定化细胞在16 h内对喹啉的降解率稳定在90%以上,且重复利用30次后,降解率仍能达到80%;与游离细菌相比,固定化细胞具有更强的适应环境及抗击负荷能力。

关键词：聚乙烯醇-海藻酸钠活细胞固定化载体性能喹啉降解

喹啉反硝化降解反应器关键菌和关键降解基因的探究

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喹啉反硝化降解反应器关键菌和关键降解基因的探究

作者：陈冠舟上海交通大学

学位级别：硕士

焦化废水中,难降解物喹啉及其衍生物是常见的含氮杂环污染物,因其有毒性、潜在致癌、致突变,因此研究喹啉降解十分必要。在过去四十年间,好氧条件下的喹啉降解研究报道较多,多株降解菌诸如Pseudomonas sp.,Rhodococcus sp.,Comamonas sp... 详细信息

焦化废水中,难降解物喹啉及其衍生物是常见的含氮杂环污染物,因其有毒性、潜在致癌、致突变,因此研究喹啉降解十分必要。在过去四十年间,好氧条件下的喹啉降解研究报道较多,多株降解菌诸如Pseudomonas sp.,Rhodococcus sp.,Comamonas sp.等被分离出,4种降解通路anthranilate途径和8-hydroxycoumarin途径、5,6-dihydroxy-2(1H)quinolinone途径、7,8-dihydroxy-2(1H)quinolino途径被研究者们发现。然而,关于喹啉在无氧和缺氧下的降解研究较少且不够深入。为探究厌氧/缺氧条件下的喹啉降解,实验室建立了一个已稳定运行多年的喹啉(唯一碳源)反硝化降解反应器。前期的工作表明,Thauera可能是该反应器中的功能优势菌,然而多次分离高丰度的Thauera菌株均未成功,分离出的3株Thauera能在除喹啉外的多种污染物为唯一的碳源生长(如吲哚、甲酚、二甲酚及苯酚等)。鉴于反硝化条件下喹啉关键菌和关键降解基因、代谢通路报道十分有限,我们改变思路,引入外界环境变量,试图改变这个较稳定的喹啉降解菌群,从而关联分析群落结构变化和功能变化以探究关键菌,并尝试利用最新的比较转录组学技术,探究厌氧喹啉降解基因和通路。本论文的第一部分,我们在批式培养中采用抗生素扰动反应器原始菌群,试图简化该较稳定的反应器微生物群落结构,通过分析功能与结构的变化,从而研究关键降解菌。实验设置链霉素组和对照组(不加抗生素)。与对照组相比,链霉素处理后,喹啉降解率不降反升,上升7.9%,达66.6%;硝态氮去除率依然较高,超过80%。经过对菌群16S rRNA基因V3-V4区的高通量测序,我们发现Thauera属对链霉素不耐受(低于检测限)。链霉素组在喹啉降解能力不降反升的情况下,得到的关键属水平菌是Pseudomonas,Achromobacter,Bosea等,说明了这个反硝化喹啉降解群落的功能冗余,反应器中一些不占优势的菌可能在抗生素重塑的菌群后成为关键功能菌。本论文的第二部分,为探究厌氧喹啉降解的关键基因及推测出可能的通路,将一个稳定运行多年的缺氧喹啉降解反应器生物膜(菌体)取出并在体外厌氧培养。分别设置2种底物即喹啉和2-羟基喹啉(大量文献表明不论是厌氧或好氧条件,2-羟基喹啉是喹啉降解的第一个产物)作为体外批式培养的唯一碳源,动态取样,结合菌体生长情况和喹啉/2-羟基喹啉去除情况取样,提取mRNA,反转录、宏转录组测序,在RNA水平上分析。试图通过同组不同时间、两组不同碳源的对比找到基因表达差异,尝试找到喹啉的降解相关基因。初步的分析结果表明,在添加喹啉后,很多基因受到诱导,如反硝化相关的基因、与芳香族化合物降解相关基因如酰基辅酶A脱氢酶(Acyl-CoA Dehydrogenase)基因以及抗氧化胁迫的氧化还原酶(Oxidoreductase)基因等表达量极显著提高。尤其需要注意的是抗氧化胁迫的氧化还原酶基因在多种反硝化细菌中都极显著地高表达,与无底物饥饿培养后的菌群相比较,该基因的表达高100倍以上。而喹啉诱导表达的基因的来源菌类型多样,大多为反硝化细菌,如Thauera、Aeromonas、Ralstonia、Burkholderia、Pseudomonas、Sphingobium、Achromobacter等属的细菌。高表达基因数最多的是Thauera属细菌,有近60个来自Thauera细菌的基因的表达量高于饥饿菌群表达量的2倍以上。来自Thauera属细菌的功能未知的基因Tmz1t458、Tmz1t262等在添加喹啉为碳源时表达量提高10-50倍,这些基因可能与喹啉的降解过程有关。综上所述,本研究通过高通量测序,在DNA和RNA两个水平上尝试对反硝化喹啉降解菌群进行探究。通过环境基因组学分析,一方面证明在一个稳定的降解菌群中,该反应器因特定抗生素造成的群落结构的改变并不会造成其降解功能的剧变,且通过链霉素富集Pseudomonas(OTU1),Achromobacter(OTU2),Brevundimonas(OTU12),Bosea(OTU24)等关键OTU,推测这些关键菌可能在喹啉反硝化降解中发挥关键作用,同时是该群落功能冗余的证据。另一方面,通过环境转录组学分析,在代谢通路(KEGG,Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)等数据库注释后,喹啉组基因表达提高的基因主要是编码胁迫蛋白的基因,包括编码过氧化物酶的基因,且抗氧化胁迫的氧化还原酶基因在多种反硝化细菌中都显著地高表达。同时发现喹啉组有55.78%的序列无法比对到KEGG数据库中,这暗示着这些序列可能是新基因,且与喹啉反硝化降解相关。

关键词：喹啉降解反硝化功能冗余细菌群落抗生素

一株以喹啉为燃料的产电假单胞菌(Pseudomonas sp.)Q1的特性研究

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环境科学学报 2010年第6期30卷 1130-1137页

作者：陈姗姗张翠萍刘广立张仁铎全向春中山大学环境科学与工程学院广州510275 北京师范大学环境学院北京100875

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)阳极微生物的种类和作用机制对MFC的产电性能有着重要影响.从稳定运行了210d,以200mg·mL-1喹啉为燃料的MFC阳极室分离得到一株革兰氏阴性菌,命名为Q1,其16S rRNA基因序列与Pseudomonas citrone... 详细信息

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)阳极微生物的种类和作用机制对MFC的产电性能有着重要影响.从稳定运行了210d,以200mg·mL-1喹啉为燃料的MFC阳极室分离得到一株革兰氏阴性菌,命名为Q1,其16S rRNA基因序列与Pseudomonas citronellolisDSM50332T的同源性为96.9%,属于假单胞菌属(Pseudomonassp.).循环伏安法及构建纯菌MFC方法的测定结果均表明Q1具电化学活性.菌株Q1能利用单一喹啉或喹啉和葡萄糖混合燃料产电.在本试验所用浓度范围内,增加葡萄糖浓度,菌株Q1对应的最高输出电压增加,增加喹啉浓度菌株Q1的产电性能则降低,研究表明,菌株Q1库仑量和库仑效率达到最高时(分别为18.65C和36.56%),存在一个最佳喹啉与葡萄糖浓度比1∶3.在MFC中喹啉的降解效果优于普通厌氧培养,葡萄糖对菌株Q1降解喹啉有促进作用,以喹啉和葡萄糖为混合燃料24h对喹啉的去除率达99.53%,优于以单一喹啉为燃料的情况.循环伏安法和不同更换基质方式试验表明,附着在电极上的菌株Q1对产电起主要作用,Q1的溶解态代谢产物对产电过程起电子介体的作用.

关键词：微生物燃料电池产电细菌喹啉降解共基质产电性能产电机理