不同电子供体对Desulfovibrio dechloracetivoranss trainSF3金属还原的影响

还原脱氯,脱硫细菌Desulfovibrio dechloracetivorans strainSF3可异化还原三价铁,六价铬和三价钴．乙酸盐,乙醇,氢气,丙酮酸盐,乳酸盐和柠檬酸盐可作为还原可溶性三价铁的电子供体,而只有丙酮酸盐和氢气做电子供体时SF3才能还原不可溶的非晶态三价铁氧化物．实验测定Fe（Ⅲ）-EDTA还原对乙酸盐氧化的比例为7．76±0．35,而且该过程中没有伴随细菌的生长．SF3可利用氢气,丙酮酸盐或乳酸盐作为电子供体还原六价铬和三价钴,但这一过程不能利用乙酸盐作为电子供体．据我们所知,这是首次发现一种SRB（硫酸盐还原茵）可利用乙酸盐还原可溶性三价铁,但无法利用其还原不可溶三价铁以及六价铬和三价钴,该发现说明SF3在金属还原过程中利用了较复杂的电子传递系统．     

Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3三价铁还原酶的定位和性质的研究

生理和生化实验结果表明Fe(Ⅲ)-EDTA是SF3偏好的一种可溶性三价铁.连二亚硫酸盐还原后的SF3经过可溶性三价铁氧化后,其紫外可见光谱显示c型细胞色素参与了三价铁的还原过程. 铁还原酶的定位实验说明87%的铁还原酶活性定位于细胞可溶性组分,74%的活性分布于原生质体中,这种分布情况可能与一种和其他细菌不同的铁还原机制有关. SF3的铁还原酶在25 ℃, pH 7 4时显示最高活性,并且在氧气中表现出较强的稳定性.     

1，1-二氯乙烷微生物降解菌群的生理学鉴定

从纽约哈得逊河河底淤泥样品中富集分离得到的微生物菌群,在厌氧条件下,可将1,1-二氯乙烷通过还原脱氯的呼吸代谢方式降解生成一氯乙烷.这个微生物菌群可以利用氢气、甲酸、乙酸、苯甲酸和延胡索酸作为电子供体进行还原脱氯生长,并能以丙酮酸发酵的呼吸方式生长,但丙酮酸不能用来作为电子供体进行还原脱氯.通过对其他氯代化合物是否能作为电子受体的实验,发现只有1,1-二氯乙烷能被脱氯.在培养基中加入亚硫酸盐可完全抑制二氯乙烷的还原脱氯,但硫酸盐、硝酸盐和延胡索酸盐的加入却不影响还原脱氯.在以氢气作为电子供体进行还原脱氯时,每摩尔氯原子的还原相应地使细胞干重增加(4.402±1.241)g.同时对富集分离的菌群进行16S rRNA基因序列分析发现,在脱氯生长方式下,该微生物菌群中Dehalobacter细菌占主导地位.     

一株嗜热产孢子脱硫肠状菌的系统发育分析

从油田注水联合处理站里分离得到的一株嗜热、耐酸、异养型硫酸盐还原菌,编号为CW-01．该菌株兼性厌氧、革兰氏阳性、有极生鞭毛、直或弯曲的短杆状,能产孢子．主要生理生化特性包括：生长pH范围为2．8～11,最佳生长pH为5～6．5,最佳生长盐度为1．3％,最佳生长温度37℃,在15～50℃下培养基中均能使测试瓶有黑色沉淀物产生．如果以硫酸盐为电子受体,则可以在乙酸盐、丙酸盐、乳酸盐、丙酮酸盐、丁酸盐、琥珀酸盐、苹果酸盐、延胡索酸盐、戊酸盐、己酸盐、庚酸盐、辛酸盐、癸酸盐、十三烷基酸盐、十五烷基酸盐、棕榈酸盐、十七烷基酸盐、酵母粉和乙醇等电子供体中生长,也能够利用葡萄糖、果糖作为唯一碳源生长．在乳酸盐为电子供体时,能够在硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等电子受体中生长．从腐蚀防治的角度对该菌株的腐蚀速率、耐1227性质以及生长曲线也进行了测定．通过16s rDNA测序(GenBank上的AC号为：AY742958)以及系列比对分析：该菌属于细菌界(Bactetia)、厚壁菌门(Firmicutes)、梭菌纲(Clostridia)、梭菌目(Clostridiales)、蛋白胨链球菌科(Peptococcaceae)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum),与该属中的种Desulfotomaculum putei相似性达到98％．     

不同淹水时间水稻土微生物群落的Fe(Ⅲ)还原能力及其与脱氢酶活性的关系

为探讨淹水水稻土中微生物Fe(Ⅲ)还原机理,采用厌氧恒温培养方法,比较了水稻土微生物群落在淹水演替过程中,分别以葡萄糖、丙酮酸盐和乳酸盐为底物时的脱氢酶活性变化及Fe(Ⅲ)还原特征.结果显示,不同淹水时间的土壤微生物群落均可以葡萄糖为优势碳源还原Fe(OH)3,最大反应速率对应时间(TVmax)与脱氢酶活性峰值出现时间比较一致,为厌氧培养的6—8d;以丙酮酸盐或乳酸盐为碳源时,脱氢酶活性的半饱和常数Ks表现为淹水30d<12d<1d,Fe(Ⅲ)还原过程和脱氢酶活性均随淹水时间延长而显著增强;Fe(Ⅱ)生成量在91—345mg/L时,土壤脱氢酶具有最大活性.本试验表明,利用葡萄糖的脱氢过程主要发生在厌氧培养初期,脱氢酶活性是影响水稻土中Fe(Ⅲ)还原过程的重要因素;脱氢酶活性峰值出现时间与Fe(Ⅲ)还原最大反应速率Vmax呈显著负相关关系,与TVmax则为显著正相关.     

磷酸盐浓度对微生物铁还原过程的影响

微生物铁还原过程对淹水稻田中水体富营养化调控具有重要的作用,但高浓度磷酸盐对氧化铁的微生物过程是否产生抑制尚不清楚．为此采用土壤泥浆厌氧培养、接种水稻土浸提液混合培养和铁还原菌纯培养等方法,探讨了磷酸盐浓度对微生物铁还原过程的影响程度．结果表明：在水稻土泥浆培养过程中,Fe（Ⅲ）还原速率随磷酸盐浓度增加而降低,淹水后期高浓度磷酸盐处理中的Fe（Ⅱ）累积量呈下降趋势;磷营养为4～16mmol／L时,四川水稻土中的微生物群落能较好地利用葡萄糖和丙酮酸盐进行Fe（OH）3还原反应,江西水稻土中的铁还原微生物群落对葡萄糖的响应时间有所延迟,2种水稻土浸提液的微生物群落对乳酸盐的利用较差,反应40d后才有明显的Fe（OH）1还原现象在接种铁还原茵的纯培养试验中,磷酸盐浓度在小于1mmol／L或大于16mmol／L时均不能进行铁还原反应,表明铁还原过程对磷酸盐的调控存在浓度阂值．     

杯芳烃的配位化学(Ⅻ)--对叔丁基杯芳烃乙酸萃取铁(Ⅲ)的研究

合成了对叔丁基杯[4]乙酸、对叔丁基杯[6]乙酸、对叔丁基杯[8]乙酸三种杯芳烃,研究了它们在不同条件下对铁的萃取情况,讨论了这些体系的萃取机理,求出了它们的萃取平衡条件常数,探讨了用此法去除稀土盐中微量铁的可能性．     

以N-甲基吡咯烷酮为电子供体的反硝化

含氮杂环化合物N-甲基吡咯烷酮（NMP）是新能源生产领域中常用的一种良好的工业溶剂.由于NMP在生产过程中所产生的废水具有较好的可生化性，因此NMP作为电子供体可用于反硝化反应.NMP是含氮杂环化合物，理论分析表明：当其用作电子供体进行反硝化反应时，有79%的电子可供外源硝酸盐的还原.实验结果也表明：NMP作为电子供体进行反硝化时，与葡萄糖具有同样的效果.该项研究成果对于NMP生产废水的综合利用具有重要的理论和现实意义.     

厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争Ⅱ.动力学推定的结果及讨论

根据前文建立的动力学模型及批量实验结果,进行了包括乙酸及氢气利用在内的MPB和SRB的动力学常数的推定.结果显示,以Methanothrix及Methanobacter为种属的乙酸和氢气利用MPB;以Desulfobacter postageix和Desulfovibrior为种属的乙酸和氢气利用SRB分别存在于葡萄糖消化过程中.在反映现实情况的低浓度硫酸根离子条件下,热力学及动力学均占优势的乙酸利用SRB相反完全竞争不过乙酸利用MPB.这是由于对硫酸根离子乙酸利用SRB竞争不过氢气利用SRB的缘故,因为后者(Ks=10.7～13.3mg/L)具有比前者(K=19.5～21.4mg/L)更高的硫酸根离子亲合性.这一结果进一步显示有必要重新评价长久以来一直承担负面角色的SRB的作用.因为如果从有利于厌气过程中甲烷主要产生者-乙酸利用MPB的生长这一角度来看,适量生长的氢气利用SRB能够完全抑止作为对手的乙酸利用SRB的生长以至发挥重大的正面作用.另外,该研究提供的动力学推定方法能简便、快速、准确的推定出微生物菌体浓度和诸动力学常数,对于生物处理的近乎所有过程都具有参考价值.     

脱氮硫杆菌利用FeS自养反硝化过程研究

以硫化亚铁(FeS)为电子供体的自养反硝化反应对水体中硝酸盐的去除有重要贡献．以菌株Thiobacillus (T.) denitrificansATCC 25259为对象,首次研究了脱氮硫杆菌以FeS为底物的自养反硝化过程．结果表明,以FeS作为唯一电子供体时,T. denitrificans可以将NO-3-N(30 mg·L-1)彻底还原为N2．同时,FeS中的硫元素经自养反硝化过程转化为SO2-4,而铁元素与培养基中PO3-4反应生成沉淀物Fe3(PO4)2·8H2O．通过对相关数据拟合发现自养反硝化过程遵循零级反应动力学(R2>0.93),随着FeS加入量的增大,NO-3和NO-2的还原速率均增大,但NO-3的还原速率增大更多,使中间产物NO-2的累积量增大．     

六价铬还原菌的筛选及其还原特性研究

从福州污水处理厂的活性污泥中筛选到一菌株,高效抗Cr(Ⅵ),能把水体中高毒的Cr(Ⅵ)还原成低毒的Cr(Ⅲ).研究了该菌的生长条件,探讨了pH值、温度、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、接种量及共存金属离子对Cr(Ⅵ)还原的影响.研究结果表明:该菌株为革兰氏阳性杆菌,有较强的还原Cr(Ⅵ)的能力;在有氧、pH8.0、温度30℃及5.0g/L葡萄糖的条件下,20mg/L的Cr(Ⅵ)可完全被还原;且Cr(Ⅵ)的还原不受共存重金属离子的影响.     

过氧化氢加Fe(Ⅱ)作催化剂处理电镀废液中Cr（Ⅵ）

以微量Fe(Ⅱ)作催化剂, 利用还原剂过氧化氢在酸性条件下催化处理电镀含Cr（Ⅵ）废水, 使Cr（Ⅵ）转变为Cr（Ⅲ）, 再将Cr(OH)₃沉淀使铬从原废水体系中分离. 还原剂分解后的产物对环境无二次污染; 经30 min处理后, Cr（Ⅵ）含量由初 始值200 mg/L降至0.2 mg/L以下, 去除率达99.9%以上.     

Fe(Ⅲ)强化单宁酸原位修复Cr(Ⅵ)污染含水层反应机理及效能

研究Fe(Ⅲ)对单宁酸(TA)原位修复含水层Cr(Ⅵ)污染的反应机理及效能. 结果表明，Fe(Ⅲ)通过与单宁酸配合可有效提高单宁酸对Cr(Ⅵ)污染含水层的修复效率. 单宁酸分子中邻苯三酚结构中两个相邻的酚羟基与Fe(Ⅲ)配合并提供电子，因此修复1 mol Cr(Ⅵ)至少需要9 mol单宁酸；若使Fe(Ⅲ)达到最好的强化效果， 则要求n（TA）∶n（Fe(Ⅲ)）=3∶5， 此时单宁酸-Fe(Ⅲ)结构最稳定， 储存容量最大. 在Cr(Ⅵ)污染被修复后， Fe(Ⅲ)在单宁酸的作用下形成稳定的FeOOH， 对Cr(Ⅲ)进行吸附并形成共沉淀， 从而达到去除总Cr的目的.      

硫酸盐还原菌还原Cr(Ⅵ)的初步研究

从土壤中分离筛选出几株抗Cr(Ⅵ)的硫酸盐还原菌(SRB),能在含800mg/L Cr(Ⅵ)的培养基中生长,其中2-S-8菌株在含75mg/LCr(Ⅵ)的培养基中生长36h后,培养液中的Cr(Ⅵ)已全部消失.该菌株经初步鉴定为脱硫弧菌.试验结果表明：高毒的Cr(Ⅵ)可被SRB还原成为低毒的Cr(Ⅲ),SRB对Cr(Ⅵ)的还原与SO₄^2-还原作用密切相关,主要是由SRB的代谢作用所产生的还原性产物(S^2-)来完成.     

利用氢基质生物膜反应器同步去除多种污染物

利用氢基质生物膜反应器(hydrogen-basedmembrane biofilm reactor,MBfR)对含有多种氧化性污染物包括硝酸盐(NO3--N)、硫酸盐(SO24-)、溴酸盐(BrO3-)、六价铬(Cr(Ⅵ))和对氯硝基苯(p-CNB)的模拟地下水进行同步去除试验研究.结果表明,MBfR中生长于中空纤维膜表面的氢自养还原菌利用氢气作为电子供体进行自养还原反应,将水中NO3--N还原成N2,SO24-还原成硫化物(S2-/H2S),BrO3-还原成Br-,Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),p-CNB逐步还原成对氯苯铵(p-CAN)和苯胺(AN).通过生物还原达到对氧化性污染物的去除或毒性的降低.在氢分压为0.06MPa和水力停留时间为4.67h条件下,经过生物膜驯化及32d的连续运行,反应器对各种氧化性污染物的去除性能达到稳定:NO3--N和BrO3-近于完全去除,SO24-去除率达19.8%,Cr(Ⅵ)去除率达85.8%,p-CNB去除率达86.1%.研究表明,利用氢基质生物膜反应器处理含多种氧化性污染物的地下水可行,且具有一定应用潜力.     

基于PHREEQC程序的地下水Cr(Ⅵ)的亚铁还原去除研究

采用实验探究与程序模拟的双重方法考察地下水中含Cr(Ⅵ)的亚铁还原去除过程,考察pH、原料投量与共存阴离子对反应进程的影响,并运用PHREEQC 程序对实验结果的内在机制进行解释.结果表明:Fe(Ⅱ)还原去除Cr(Ⅵ)在碱性条件下可以获得较好的去除效果;同时投加的FeSO₄·7H₂O 与Cr的质量比在80∶1时,去除过程达到较经济有效的处理效果.其原因是不同的反应条件影响铬化合物形成的种类与饱和指数(SI),从而影响其去除效果.地下水中存在大量的共存阴离子,其中Cl-易与Cr(Ⅲ)形成不稳定复合物从而对反应进程产生抑制作用;SiO₂3- 因其在不同pH 条件下存在形式不同而对反应进程影响不同,在酸性与中性条件下产生抑制作用,在碱性条件下呈现促进作用.      

土著微生物柱浸修复铬渣堆场土壤污染

采用柱浸试验研究土著微生物对铬渣堆场污染土壤中Cr(Ⅵ)的修复.通过单因素实验测定土壤初始Cr(Ⅵ)浓度、浸出液pH值及循环淋溶时间对修复效果的影响,结果表明：加入培养基能完全修复铬渣堆场污染土壤中水溶性Cr(Ⅵ),柱浸实验结束后,浸出液中Cr(Ⅵ)浓度由初始的700.3 mg/kg降低至检出限以下;土壤中初始Cr(Ⅵ)浓度越低修复效果越好;培养基最佳pH值范围为7.5~8.5;循环淋溶修复效果好于非循环柱浸修复,循环时间越长,修复效果越好,最佳循环时间为全天循环.     

离子交换火焰原子吸收法测定水中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)

研究了在ｐＨ＝２～３的条件下，用国产００１＃强酸性阳离子交换树脂、２０１×７＃强碱性阴离子交换树脂对水中Ｃｒ（Ⅲ）和Ｃｒ（Ⅵ）进行交换吸附，在Ｎａ２ＳＯ４存在下，用火焰原子吸收法直接测定交换后溶液中的Ｃｒ（Ⅵ）和Ｃｒ（Ⅲ）。方法简便易行，快速，特征质量为０．０７２μｇ／ｍＬ，相对标准偏差为２．７％，回收率为９５％～１０６％     

渣中6价铬的微生物解毒研究

详细研究了微生物处理铬渣中6价铬Cr(Ⅵ)及其回收Cr(Ⅲ)的方法.研究成果表明,来自铬渣场的一株名为Ch-1的细菌能有效地加速Cr(Ⅵ)浸出和去除;此外,通过扫描电子扫描电镜(SEM)和X射线仪器(EDX)观察,Ch-1细菌能有效改变浸出后铬渣的结构,这有利于铬渣中Cr(Ⅵ)浸出及其解毒为毒性低的Cr(Ⅲ);最后经浸出毒性试验,淋溶渣的毒性为3.3 μg/g,远低于国家标准5 μg/g,且6价铬Cr(Ⅵ)的回收率高达90%以上.