聚己内酯纳米纤维膜固定化溶藻菌对藻类和藻毒素的生物降解作用

采用电纺法制备并表征了聚己内酯纳米纤维膜(NMP).将从太湖水体中分离到的假单胞菌属溶藻菌固定化在聚己内酯纳米纤维膜(NMP)、维纶(VNL)和阿科蔓(AQUA)等人工介质材料上,分析与比较不同人工介质固定化溶藻菌对太湖土著铜绿微囊藻和微囊藻毒素LR(MC-LR)的生物降解作用.实验结果显示:NMP吸水率、孔隙率、拉伸强度分别为(81.33±1.58)%、(78.68±4.85)%、(89.8±7.5)MPa.NMP固定化溶藻菌的数量为5.65×107/cm2;NMP固定化溶藻菌对藻细胞的48h溶藻率和对MC-LR的48h降解率分别为85.68%和60.16%;溶解藻细胞可重复利用次数达到4次.上述结果表明,NMP是一种良好的固定化溶藻菌的纳米人工介质,可以增强溶藻菌对铜绿微囊藻和MC-LR的生物降解作用.     

溶微囊藻菌的分离与溶藻作用

从太湖梅梁湾水域放置的除藻中试反应器的人工介质上分离出1株溶藻细菌,并对该株菌溶解铜绿微囊藻和降解微囊藻毒素的效果与机制进行了研究.结果表明,结合形态学、生理与生化特性以及16S rRNA特异性引物扩增综合分析,初步鉴定该株细菌属于假单胞菌属;对源自太湖的微囊藻的最低溶藻细菌浓度为105个/mL;在太湖水、PBS缓冲液和BG11微囊藻培养基等反应体系中对微囊藻均有较强的溶解作用,24 h藻细胞溶解率分别为85.9%、67.9%和91.0%,完全溶藻时间为48 h.其溶藻方式可能为分泌某种胞外物质所致.该株菌对微囊藻毒素LR(MC-LR)也具有较强的降解作用.在MC-LR起始质量浓度为2.642 μg/L时,细菌对MC-LR作用18,36和72 h的降解率分别为14.2%、51.3%和100.0%.此菌株在太湖水中保持着较好的生物活性,表现出较强的溶藻与降解MC-LR作用.     

太湖溶藻细菌的分离及评价

从放置于太湖梅梁湾流域的除藻中试装置的人工介质上分离到一株溶藻细菌,经生理、生化和分子生物学鉴定,该株细菌属于芽孢杆菌属.经测定该菌具有较强的溶解铜绿微囊藻和降解微囊藻毒素LR(MC-LR)的功能:该菌(105个/mL)对铜绿微囊藻液(4.5×107个/mL)作用第16,32,48h的溶藻率分别为48%、63%和96%;对MC-LR(2.649μg/L)作用第18,36,54和72h藻毒素降解率分别为15%、29%、73%和100%.应用新建立的实时荧光定量PCR法(RTQ-PCR)对人工介质上的该溶藻芽孢杆菌丰度进行定量检测,结果显示,人工介质上该细菌的丰度约为1%,在7,8,9三个月中呈现递增趋势,其分布具有一定的时空变化规律.     

一株溶藻细菌的分离、筛选与分子鉴定

为了筛选对铜绿微囊藻有溶藻活性的菌株,采用试管法筛选溶藻效果好的细菌,显微观察高效溶藻菌的溶藻作用方式,对其热稳定性、耐酸碱能力及紫外稳定性进行考察,并采用16S r DNA序列分析鉴定溶藻菌种类。共筛选获得7株具有溶藻效果的细菌,其中F15菌株对铜绿微囊藻溶藻效果最好。菌株F15的溶藻活性物质为胞外产物,当其生长到对数期时,其胞外产物的溶藻效果达到最大,按体积比1∶6将其加入藻液,培养3 d后,铜绿微囊藻的去除率达55%以上。该溶藻活性产物对加热、酸碱及紫外线处理均具有较好的稳定性。16S r DNA序列分析表明,F15菌株与Bacillus cereus strain ATCC 14579同源性最高,达99%,被鉴定为蜡状芽孢杆菌。F15菌株溶藻效果好,稳定性高,具有开发成生物控藻菌剂的潜在价值。     

人工介质富集微生物对藻类和藻毒素降解试验研究

采用人工介质富集微生物的方法对藻类和微囊藻毒素的生物降解进行了试验研究.中试结果表明:在水力停留时间6～7 d,源水叶绿素a为15.3～266.1μg/L条件下,人工介质对叶绿素a的去除率达59.4%.运用高效液相色谱(HPLC)对微囊藻毒素进行了检测,当进水总微囊藻毒素TMC-RR和TMC-LR分别为0.25～8.93,0.15～4.73μg/L,胞外微囊藻毒素EMC-RR和EMC-LR分别为0.13～0.68,0.02～0.11μg/L时,人工介质对TMC-RR,TMC-LR和EMC-RR,EMC-LR平均去除率分别为69.8%,93.7%,42.2%和68.4%.聚合酶链反应(PCR)电泳图谱发现,人工介质上富集有大量的假单胞菌属和芽孢杆菌属等溶藻细菌.通过人工介质富集微生物的方法可有效降解太湖水体中的藻类和微囊藻毒素.     

太湖藻类污染的危害及其防治试验研究

20多年来对太湖及周边40多个城(市)镇的水体进行调研,累计在384个(断面)点采集水样、分析、镜检2846份水样的藻类种群结构,数量组成等项,太湖计有藻92种,其中可使水体发生腥臭(异)味,分泌藻毒素的蓝绿藻、硅藻、鞭毛藻有38种,占藻类总数的41.3%.其中在148个(断面)点内,对微囊藻、颤藻、硅藻的检出率为100%.近几年,个别(段岸)地区,微囊藻等蓝藻的大量发生,已严重危及工业生产.由此表明,太湖水被藻类污染,富营养化的进程在加速.(a)微囊藻的生长繁殖(细胞分裂),受水温、光照、氮、磷等影响.(b)应用"水生态环境修复器"可使藻类数量减少33.5%～38.5%,COD含量有不同程度的降解,其降解率与修复时间呈正相关性.(c)微囊藻可用作肥料、饲料及化工原料等.(d)对太湖藻类污染的防治,应予综合治理,任何单一的防治方法,都将事倍功半,甚至是无功劳动.(e)应依法加强管理太湖,建立严格管理体系.     

亚硝酸对微囊藻毒素-LR的降解动力学

首次观测到亚硝酸(HNO2)对微囊藻毒素-LR(MC-LR)具有降解作用.研究结果表明:在NaNO2存在且溶液为酸性条件下MC-LR被显著降解,而在中性或碱性条件下,MC-LR无显著降解.降解速率随溶液pH值的降低而增加,但与NaNO2浓度无线性相关.在pH为1.73,NaNO2浓度为5 mmol/L,MC-LR浓度为...     

高锰酸钾灭活铜绿微囊藻及胞内毒素释放机制

采用高锰酸钾对微囊藻毒素MC-LR进行氧化试验,结果表明MC-LR氧化降解符合二级动力学模型,铜绿微囊藻细胞外代谢有机物(EOM)和细胞内代谢有机物(IOM)背景下,MC-LR降解速率常数分别为368.3(mol·L-1)-1·s-1和400.2(mol·L-1)-1·s-1.同时,采用高锰酸钾对铜绿微囊藻进行预氧化试验,研究不同氧化剂投加量、氧化时间对铜绿微囊藻活性、藻毒素MC-LR的释放的影响.结果表明,高锰酸钾对藻活性、细胞内MC-LR的释放均符合二级动力学模型.氧化过程中存在两个氧化剂暴露剂量临界点,细胞灭活临界点及毒素释放临界点.细胞灭活临界点之前氧化剂主要与EOM和藻细胞细胞壁上的分泌物反应,藻活性缓慢降低,细胞灭活临界点之后,氧化剂直接与细胞壁反应,导致藻细胞迅速丧失活性,同时藻活性下降速率常数由0.49~2.35(mol·L-1)-1·s-1突变至5.00~19.38(mol·L-1)-1·s-1.毒素释放临界点之前藻细胞基本保持完整,MC-LR释放不明显,毒素释放临界点处藻细胞发生明显破裂和溶解,细胞内MC-LR大量释放,同时,MC-LR释放速率常数在临界点前后由0.55~1.45(mol·L-1)-1·s-1突变至0.96~14.45(mol·L-1)-1·s-1.3维荧光光谱(EEM)分析发现,当高锰酸钾暴露剂量达到细胞灭活临界点时,EOM中类腐殖质峰开始出现,暴露剂量达到毒素释放临界点时,类腐殖质峰显著增加,与藻细胞活性及胞内MC-LR释放规律类似.     

太湖水华藻的分离、鉴定和产毒特性

采用抗生素与倍比稀释相结合的分离方法,对太湖梅梁湾水域水华的优势藻进行分离培养;结合全细胞聚合酶链反应(PCR)、高效液相色谱法(HPLC)和实时荧光定量PCR(RTQ-PCR)法进行藻属与产毒特性分析.结果显示:自太湖梅梁湾水域成功分离获得2株藻株TH1和TH2,2株藻株藻蓝蛋白基因中间序列(PC-IGS)、微囊藻16S rDNA保守序列(Micr 16s rDNA)扩增均为阳性,TH1的微囊藻毒素合成酶基因B(mcyB)扩增为阳性,而TH2的mcyB扩增为阴性.培养15 d的THI藻株每108个藻细胞产生的总微囊藻毒素-LR(TMC-LR)为0.594 μg,胞外微囊藻毒素-LR(EMC-LR)为0.085μg,分别为铜绿微囊藻产毒株的61.93%和86.09%;TH2藻株未检出MC-LR.TH1藻株mcyB的mRNA相对表达水平为铜绿微囊藻产毒株的5.9%.结果表明:分离自太湖梅梁湾的2株藻细胞均为蓝藻门中的微囊藻属,其中1株产毒微囊藻具有较强的产毒能力,太湖梅梁湾水域有产毒微囊藻污染.     

饮用水中微囊藻毒素污染及其光催化降解的研究进展

富营养化水体中的微囊藻毒素是一种传统净水技术难以去除的致癌毒素．本文综述了纳米TiO2光催化技术高效降解LR型微囊藻毒素最新的研究进展,分析了不同质量浓度情况下反应动力学模式的差异,从分子结构的角度讨论了反应降解机理,提出了多种高级氧化手段相结合的研究思路及需要进一步关注的问题．结论表明,作为一种广谱的有机物降解方法,纳米TiO2材料光催化能有效地去除饮用水中的微量藻毒素．     

焦炭固定溶藻细菌T5的溶藻效果初探

以水华爆发常见藻类栅藻、小球藻、铜绿微囊藻为实验藻类,将从活性污泥微生物系统中分离出的一株溶藻细菌T5作为实验菌株,并将该株溶藻细菌固定于以焦炭为填料的反应器内,对其溶藻效果进行了研究.结果表明:该株溶藻细菌7 d挂膜成功;最佳水力停留时间(HRT)为4 h;在HRT为4 h时,溶藻细菌对藻密度的平均去除率为83.11%,对藻类叶绿素a(Chla)的平均去除率为80.38%,对NH3-N平均去除率为63.05%,对CODMn平均去除率为39.03%.对溶藻细菌T5进行生理鉴定,16S rDNA序列分析结果表明:该菌株为芽孢杆菌属.     

光合细菌固定化及其对铜绿微囊藻的抑制

为探讨光合细菌固定化后对铜绿微囊藻的抑制作用,比较了光合细菌的5种不同固定化方法及其特性,确定了最佳的固定化方法;在实验室条件下进行菌藻共同培养,通过试验研究了固定化后的光合细菌与游离光合细菌对铜绿微囊藻生长的影响差异并确定了固定化光合细菌的最佳投加量。结果表明：采用沸石、碳酸钙和海藻酸钠混合包埋光合细菌的固定化方法最佳;固定化光合细菌对铜绿微囊藻抑制作用显著,为83.55%,而相同量的游离光合细菌的抑制作用只有26.81%;最佳固定化光合细菌投加量为36 g / L。     

臭氧氧化降解微囊藻毒素-LR的动力学研究

采用臭氧对微囊藻毒素 - LR(MC LR)进行降解试验,研究其反应动力学.取自无锡太湖流域蓝藻藻华提取藻毒素,研究了臭氧投加量、MC LR的初始质量浓度、pH值及一些阴离子作用对降解速率的影响.结果表明,臭氧氧化能有效降解MC LR,且符合准一级动力学反应.降解速率不受MC LR初始质量浓度的影响.当臭氧投加量由0.31 mg·L-1增加到1.35 mg·L-1时,MC-LR的降解速率由0.010 3 min-1提高到0.040 7 min-1.当pH值由3.08升高到10.08时,MC-LR的降解速率由0.252 8 min-1降低到0.009 9 min-1.在酸性条件下,pH值的变化对降解速率的影响程度更大.在阴离子影响方面,NO-3有利于MC-LR的降解,CO2-3阻碍降解,SO2-4和Cl-对降解速率的影响不明显,其反应速率常数由大到小的次序是:NO-3,Cl-,SO2-4,CO2-3.     

磁性壳聚糖表面离子液体固定化及其 对丙烯酰胺吸附性能研究

以Fe3O4作为磁性纳米粒子,悬浮交联法制备磁性壳聚糖微球;以戊二醛作为交联剂在磁性壳聚糖微球表面固定离子液体;利用紫外分光光度法研究磁性壳聚糖固定化离子液体对丙烯酰胺的吸附性能.吸附动力学实验表明:2 h吸附容量为1.45 mg/g,3 h吸附基本达到平衡.结果显示:制备的磁性壳聚糖固定化离子液体对丙烯酰胺具有良好的吸附性能.     

溶剂热法制备纳米Fe3O4粉体

通过溶剂热法,以FeOOH作为前驱体,以油酸作为表面活性剂,以十八烯为溶剂,制备了纳米Fe3O4颗粒,研究了油酸和FeCl3用量、反应时间对纳米Fe3O4粒子的大小以及分散性的影响.结果显示,FeCl3用量的增加和反应时间的延长均可使Fe3O4粒子粒径增大,油酸用量的增加会导致Fe3O4粒子粒径先减小再增大.利用XRD、TEM等手段对所制备颗粒的结构、形貌进行了表征,结果表明,所制备的纳米Fe3O4粒子属于反尖晶石结构.FeCl3用量为0.003mol,油酸用量为13.5mL时(即Fe3+/油酸约为1/15),在230℃反应12h得到结晶度较高,分散性良好,平均粒径比较小的纳米Fe3O4粒子.     

TiO2/Fe2O3/CNTs磁性光催化剂的制备及可见光下降解盐酸四环素

以碳纳米管为载体支架,利用简便的化学沉积和热处理方法,将Fe2O3纳米颗粒负载在碳纳米管表面,得到磁性碳纳米管(Fe2O3/CNTs)。再利用溶胶-凝胶法包覆Ti O2纳米颗粒,制得一种新型的磁性光催化剂(Ti O2/Fe2O3/CNTs),通过SEM、TEM、XRD、VSM和UV-Vis等方法,对样品进行了一系列的表征。将其用于水体中盐酸四环素的降解,探究了p H条件、原始浓度以及光催化剂用量对降解作用的影响。结果表明,样品具有紧凑的交错多孔结构,Ti O2/Fe2O3纳米颗粒包覆在其表面。样品能对紫外-可见光产生较强吸收,光能利用率及光催化性能显著提高。在25 mg/L盐酸四环素偏酸性体系中,在1.5 mg/L催化剂用量下,光催化反应降解率可达95.1%,光催化反应符合一级反应动力学模型。此外,催化剂还具备良好的超顺磁性,易于分离回收,重复使用,有望成为一种经济,环保,高效,可循环的四环素降解材料。     

海藻酸钠包埋脱氮菌株工艺研究

选用海藻酸钠作为包埋剂,4%CaC l2作为交联剂.通过正交试验和单因素实验,研究了包菌量,海藻酸钠(SA)质量分数,交联时间和小球直径4个因素对海藻酸钠包埋菌株的脱氮性能的影响,以氨氮去除率和总氮去除率为指标,优选包埋条件.在实验范围内的最佳包埋条件下,包埋的脱氮菌株的脱氮性能与其游离状态下的脱氮性能相当.     

磁性微球的改性及其固定化铁还原菌的性能

以油酸、聚乙二醇、柠檬酸钠和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为改性剂,采用化学共沉淀法制备4种改性磁性微球.通过粒度测定(PSD)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)、热重分析(TGA)、磁强度测定(VSM)对各种磁性微球进行表征,并对比各微球固定化铁还原菌后还原Fe(Ⅲ)EDTA的性能,最终确定最佳的磁性微球改性条件.结果表明:APTES改性的Fe₃O₄磁性微球固定化铁还原菌效果优于其他改性微球,其最佳条件为APTES投加量8 mL,1 mg铁还原菌需1.5 g磁性微球进行固定化;APTES-Fe₃O₄固定化铁还原菌后连续使用5次,其Fe(Ⅲ)EDTA还原效率仍可保持在90%以上.     

高分子微球固定化脂肪酶的合成研究

本实验采用悬浮聚合法制备苯乙烯-二乙烯苯-马来酸酐（St—DVB—cBA）三元共聚高分子微球（0．26～0．33mm）,并用其作为脂肪酶的载体,进行脂肪酶的固定化。实验结果表明,制备固定化脂肪酶的相对最佳条件：脂肪酶加入量2．0mg,载体50mg,反应温度30℃E,反应时间6h,pH=7．0,最高固载率可达80．02％,酶活4150U／g载体。所制得的酶最佳催化条件：反应温度40℃,pH=7．38。     

废水中铁离子对漆酶催化降解2,4-二氯苯酚的影响

探讨了水中铁离子对固定化漆酶和自由漆酶催化去除水中2,4-二氯苯酚反应的影响。结果表明,Fe²⁺和Fe³⁺离子对于自由漆酶催化去除2,4-二氯苯酚的反应均表现出一定程度的抑制作用,但对固定化漆酶降解2,4-二氯苯酚的影响要小,表明经过固定化之后,由于受到固定化载体的保护作用,酶的稳定性明显增加。