不同电子供体对Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3

还原脱氯,脱硫细菌Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3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(硫酸盐还原菌)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.     

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．     

地下水高浓度三氯乙烯厌氧生物降解的进展

 三氯乙烯是工业中普遍使用的有机溶剂,是土壤和地下水中普遍存在的污染物,而高浓度三氯乙烯污染更具有持久性。本文从高浓度三氯乙烯脱氯降解的可行性入手,分析其厌氧还原脱氯的降解途径和降解机制的重要要素：电子供体和微生物。同时,讨论了pH值及各种抑制因素对脱氯程度和速率的影响,着重综合比较了常用的还原降解动力学模型,并对今后的研究发展趋势进行了展望。在试验方面,耐高浓度氯代乙烯的脱氯菌株的筛选和培养,以及电子供体基质的效果需要进一步研究;在数值模拟方面,生物反应、水文地球化学反应和地下水物理流动、多组分溶质运移相耦合的模型仍较缺乏,此外模型中的诸多反应类参数仍缺少系统的实验验证,这些都需要进一步研究。     

电性矿物强化脱氯菌对水中TCE的降解

针对地下水环境中脱氯菌污染修复周期长、电子供给难度大、易带来二次污染等问题，设计以天然矿物电气石的电场刺激、水解供氢和水体调节性能强化含脱卤拟球菌(Dehalococcoidesspp.)的混合脱氯菌功能，通过将电气石和脱氯菌共同固定化，开发适用于地下水环境的生物强化原位修复技术．研究了共同包埋的电气石和脱氯菌对地下水典型有机污染物三氯乙烯(TCE)的降解性能．结果表明，在包埋材料海藻酸钠含量6%、凝固剂氯化钙含量6%、电气石含量1.0%、交联时间24 h条件下制得的固定化微球弹性好，机械强度高，粒径均匀分布在3～5 mm，具有多孔洞内结构和较为致密的外表面，既可提供电气石和细菌附着的场所，又能有效地防止微球内部菌体的流失．同时，包埋后的电气石仍能快速调节水体的pH和ORP，为厌氧脱氯菌提供适宜的生长代谢环境．无论是固定化还是分离体系，电气石的加入均增强了脱氯菌对TCE的还原脱氯效果，而电气石-脱氯菌共同固定化体系不仅能加快TCE的降解，在无外加电子供体的情况下仅180 h即可将16 mg/L的TCE完全去除，还显著促进了中间产物的进一步脱氯，反应800 h时终产物乙烯的转化率达到64...     

五氯酚的生物电化学催化厌氧转化过程与机制

研究了电催化体系、厌氧微生物体系和厌氧微生物电化学催化体系(电生物体系)对五氯酚(PCP)的降解,研究发现电生物体系的降解效率较电催化体系提高85.2%,较微生物体系提高18.5%.电生物体系中PCP脱氯的途径为:PCP先间位脱氯主要生成2,3,4,6-TeCP和2,4,6-TCP,而后2,4,6-TCP脱氯主要生成2,4-DCP,再经对位脱氯生成邻氯酚和苯酚;苯酚在阳极附近多菌种协同作用下进一步氧化,从而减少苯酚的积累加快了PCP的还原转化.电生物体系通过微生物对电子的"长"距离传递和生物还原转化,形成了电化学与生物的交互反应过程,提高了PCP的降解效果.     

生物电极膜内脱氮速率模型

通过研究生物电极脱氮过程中膜内物质运动和反应机理,建立了能够表现生物膜内脱氮反应过程的动力学模型.在本模型中,氢气和醋酸同时作为电子供体参与反应,在生物膜内反硝化细菌的作用下,硝酸氮被还原为氮气从而彻底将其去除.模型综合考虑了膜内物质迁移、扩散等对脱氮过程的影响,得到了氢气和醋酸同时作为电子供体参与反应时去除硝酸氮的动力学方程.在模型建立过程中,假定生物膜厚度和反硝化菌脱氮活性不受生物浓度、时间和电极位置影响,并且认为生物膜内各反应物质的有效扩散系数约为其在水中分子扩散系数的80%.采用Runge-Kutta法和Shaoting Mathal法对模型进行求解,模型计算结果和实验结果较吻合.     

油田采出液中硝酸盐还原菌的分离培养及对硫酸盐还原菌的抑制研究

对绥中36-1油井B区油井采出液中的细菌进行分离培养及初步鉴定, 纯化出了一株生长旺盛、硝酸盐还原能力强的硝酸盐还原菌(Nitrate-Reducing Bacteria,NRB)菌株B92-1,对其进行了常规鉴定及16S rRNA分析,并进行了该菌株对富集的硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria, SRB)的竞争性抑制实验.研究结果表明仅仅投加硝酸盐、亚硝酸盐作为电子受体,对其中硝酸盐还原菌的激活作用以及产抑制硫化物产生的能力有限,而同时加入分离自采出液的NRB则对硫酸盐还原菌的生长和产硫化物活性都产生了明显的抑制,并且亚硝酸盐的抑菌效果优于硝酸盐.     

电流和碳氮的量比对生物电极脱氮速率影响的模拟

研究了脱氮过程中生物膜内的物质运动和反应机理,在已建立的生物电极模型的基础上,对以下3种情况下生物膜内反应物浓度分布以及电流和有机物时脱氮速率的影响进行了研究:只利用水电解产生的氢气作为电子供体;只利用醋酸作为电子供体;氢气和醋酸同时作为电子供体.研究结果表明:增加电流和碳氮的量比都能提高脱氮速率,但只增大电流或碳氮的量比,脱氮速率的提高程度不大,且随着碳氮的量比的增大,出水中硝酸氮浓度不断降低,残留醋酸浓度也随之提高,影响出水水质;当同时通电和添加醋酸时,脱氮速率显著加快;但过大的电流和碳氮的量比反而不利于脱氮的进行,因此,存在碳氮的量比和电流的最佳组合,在此条件下,出水中残留醋酸浓度最低,脱氮速率最高.当碳氮的量比为0.7,电流为100 mA时的脱氮速率比只通电时的脱氮速率增大了约1倍.     

电场条件下的硫酸盐还原效应及pH/ORP响应

针对氢气作为电子供体的硫酸盐生物还原速率缓慢的问题,采用附加直流电的方式强化。体系最佳电流强度为1.50mA,平均还原速率是微生物单独作用的1.7~2.1倍。当还原速率小于10m g/d时,氧化还原电位(ORP)值分布在0~-500mV,与硫酸盐还原效应之间的响应规律不明显。当还原速率为10~50m g/d时,ORP分布在-350~-450mV的较窄范围,表明ORP<-350mV时,ORP不再是影响还原速率的主要因素。pH为8~9.5、ORP为-350~-450mV为该研究体系硫酸盐还原的优势场。     

高效复合菌降解氯代苯胺类化合物的特性研究

对某工业污水处理厂曝气池中活性污泥进行了分离和驯化,得到了能以氯代苯胺类化合物为碳源的高效复合菌群;通过好氧摇瓶实验,研究了复合菌群对氯代苯胺类化合物的生物降解特性,并对3种单氯代苯胺进行了生物降解动力学分析.结果表明:复合菌群的pH值适应范围很广,但当pH值降至2.5时,氯代苯胺类化合物的生物降解受到明显抑制;降低化合物的初始质量浓度、增加微生物量及添加苯胺生长基质等,能提高复合菌对氯代苯胺类化合物的去除率;生物降解速率因氯化苯胺中氯原子取代位置不同而不同.     

Reductive dehalogenation of chlorinated dioxins by an anaerobic bacterium

Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDDs and PCDFs) are among the most notorious environmental pollutants. Some congeners, particularly those with lateral chlorine substitutions at positions 2, 3, 7 and 8, are extremely toxic and carcinogenic to humans. One particularly promising mechanism for the detoxification of PCDDs and PCDFs is microbial reductive dechlorination. So far only a limited number of phylogenetically diverse anaerobic bacteria have been found that couple the reductive dehalogenation of chlorinated compounds--the substitution of a chlorine for a hydrogen atom--to energy conservation and growth in a process called dehalorespiration. Microbial dechlorination of PCDDs occurs in sediments and anaerobic mixed cultures from sediments, but the responsible organisms have not yet been identified or isolated. Here we show the presence of a Dehalococcoides species in four dioxin-dechlorinating enrichment cultures from a freshwater sediment highly contaminated with PCDDs and PCDFs. We also show that the previously described chlorobenzene-dehalorespiring bacterium Dehalococcoides sp. strain CBDB1 (ref. 3) is able to reductively dechlorinate selected dioxin congeners. Reductive dechlorination of 1,2,3,7,8-pentachlorodibenzo-p-dioxin (PeCDD) demonstrates that environmentally significant dioxins are attacked by this bacterium.     

Bacterial dehalorespiration with chlorinated benzenes

Chlorobenzenes are toxic, highly persistent and ubiquitously distributed environmental contaminants that accumulate in the food chain. The only known microbial transformation of 1,2,3,5-tetrachlorobenzene (TeCB) and higher chlorinated benzenes is the reductive dechlorination to lower chlorinated benzenes under anaerobic conditions observed with mixed bacterial cultures. The lower chlorinated benzenes can subsequently be mineralized by aerobic bacteria. Here we describe the isolation of the oxygen-sensitive strain CBDB1, a pure culture capable of reductive dechlorination of chlorobenzenes. Strain CBDB1 is a highly specialized bacterium that stoichiometrically dechlorinates 1,2,3-trichlorobenzene (TCB), 1,2,4-TCB, 1,2,3,4-TeCB, 1,2,3,5-TeCB and 1,2,4,5-TeCB to dichlorobenzenes or 1,3,5-TCB. The presence of chlorobenzene as an electron acceptor and hydrogen as an electron donor is essential for growth, and indicates that strain CBDB1 meets its energy needs by a dehalorespiratory process. According to their 16S rRNA gene sequences, strain CBDB1, Dehalococcoides ethenogenes and several uncultivated bacteria form a new bacterial cluster, of which strain CBDB1 is the first, so far, to thrive on a purely synthetic medium.     

聚乙二醇存在下钯催化氯代芳烃氢转移脱氯的研究

研究了以甲酸钠为氢源，聚乙烯吡咯烷酮锚定的ＰｄＣｌ２（ＰＶＰ－ＰｄＣｌ２）催化氯代芳烃脱氯．结果表明：ＰＶＰ－ＰｄＣｌ２是使氯代芳烃有效脱氯的催化剂，加入聚乙二醇可明显提高脱氯效果．该方法催化剂用量少，反应条件温和，操作简便     

硫化纳米零价铁对五氯苯酚的脱氯及其增强反应

硫化作用可以提高纳米零价铁(nZVI)的催化活性.利用硼氢化物还原法合成了硫化钠米零价铁(S-nZVI),采用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(TEM)、傅立叶变换-红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对材料进行了物理化学性质的表征,应用高效液相色谱仪和离子色谱仪研究了S-nZVI对五氯苯酚(PCP)的脱氯性能.结果表明:与nZVI相比,S-nZVI在聚集体形态和孔隙率上发生明显改变;不同n(Fe2+)/n(S2-)、溶液pH、S-nZVI的老化以及S-nZVI的重新硫化活化对S-nZVI催化PCP的脱氯均有重要的影响;PCP脱氯效率在n(Fe2+)/n(S2-)=60时达到最大;S-nZVI对PCP的还原转化率随溶液pH(5~8)的升高而显著增加;老化的S-nZVI对PCP的降解性能降低,归因于该老化材料的结构发生了变化;而重新硫化活化产生的FeS层可以减小S-nZVI表面的钝化,从而延长S-nZVI的寿命.文中研究对拓展纳米零价铁的应用和环境污染物治理方面具有一定的参考价值.     

零价金属脱氯降解有机氯化污染物研究进展

综述了国内外在零价金属还原脱氯降解有机氯化物领域的研究情况,讨论了零价铁还原脱氯作用机理,展望了零价金属还原脱氯降解有机氯化物研究领域的发展前景。     

Interactively interfacial reaction of iron-reducing bacterium and goethite for reductive dechlorination of chlorinated organic compounds

The interactively interfacial reactions between the iron-reducing bacterium （Shewanella decolorationis, S12） and iron oxide （α-FeOOH） were investigated to determine reductive dechlorination transformation of chlorinated organic compounds （chloroform and pentachlorophenol）. The results showed that the interactive system of S12＋ α-FeOOH exhibited relatively high dechlorination rate. By comparison, the S12 biotic system alone had no obvious dechlorination, and the α-FeOOH abiotic system showed low dechlorination rate. The enhanced dechlorination of chloroform and pentachlorophenol in the interactive system of S12＋α-FeOOH was derived from the promoted generation of adsorbed Fe（Ⅱ） by S12. A decrease in redox potential of the Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ） couple in the interactive reaction system was determined by cyclic voltammetry. Our results will give new insight into interactively interfacial reaction between iron-reducing bacterium and iron oxides for degradation of chlorinated organic compounds under anaerobic condition.     

Ru/AC催化剂上不同取代苯液相加氢活性的比较研究

采用自制的Ru/AC催化剂,以异丙苯作反应物系统考察了反应条件:时间、温度、氢压、催化剂用量、底物浓度等对苯环加氢反应的影响,并与不同供电子与吸电子基团的取代苯加氢反应活性进行了比较.用XRD和XPS对催化剂进行了表征.结果表明:相同的实验条件下,带供电子基团的取代苯的加氢活性高于带吸电子基团取代苯.带供电子基团取代苯的加氢活性顺序如下:叔丁基苯>异丙苯>乙苯>甲苯>苯,间二甲苯>对二甲苯>邻二甲苯.带吸电子基团取代苯的加氢活性顺序为:苯酚>对氯苯胺>氯苯>硝基苯.该催化剂呈微晶状态,粒度很小,经氢气还原后表面上钌主要为Ru0,它们对供电子基团取代苯有很高的芳环加氢活性.     

Anaerobic oxidation of short-chain hydrocarbons by marine sulphate-reducing bacteria

The short-chain hydrocarbons ethane, propane and butane are constituents of natural gas. They are usually assumed to be of thermochemical origin, but biological formation of ethane and propane has been also observed. Microbial utilization of short-chain hydrocarbons has been shown in some aerobic species but not in anaerobic species of bacteria. On the other hand, anaerobic utilization of short-chain hydrocarbons would in principle be expected because various anaerobic bacteria grow with higher homologues (> or =C(6)). Indeed, chemical analyses of hydrocarbon-rich habitats with limited or no access of oxygen indicated in situ biodegradation of short-chain hydrocarbons. Here we report the enrichment of sulphate-reducing bacteria (SRB) with such capacity from marine hydrocarbon seep areas. Propane or n-butane as the sole growth substrate led to sediment-free sulphate-reducing enrichment cultures growing at 12, 28 or 60 degrees C. With ethane, a slower enrichment with residual sediment was obtained at 12 degrees C. Isolation experiments resulted in a mesophilic pure culture (strain BuS5) that used only propane and n-butane (methane, isobutane, alcohols or carboxylic acids did not support growth). Complete hydrocarbon oxidation to CO2 and the preferential oxidation of 12C-enriched alkanes were observed with strain BuS5 and other cultures. Metabolites of propane included iso- and n-propylsuccinate, indicating a subterminal as well as an unprecedented terminal alkane activation with involvement of fumarate. According to 16S ribosomal RNA analyses, strain BuS5 affiliates with Desulfosarcina/Desulfococcus, a cluster of widespread marine SRB. An enrichment culture with propane growing at 60 degrees C was dominated by Desulfotomaculum-like SRB. Our results suggest that diverse SRB are able to thrive in seep areas and gas reservoirs on propane and butane, thus altering the gas composition and contributing to sulphide production.     

降解对苯二甲酸厌氧微生物群快速驯化与富集技术

以TA为唯一碳源，在反硝化条件下对取自甲烷发酵反应器中的厌氧污泥进行驯化，最初的3周内，保持反应器中KNO3的浓度在5．0g／L，第四周降到3．0g／L，第五周降到0．4g／L，第六周起不添加KNO3再经过5周时间驯化．经过约90天的驯化，原存在于种污泥中的发酵性细菌几乎全部消亡，新的培养物中取而代之的是TA还原和开环菌．MPN计数和滚管计数进一步证实了上述结果．