白洋淀岸边带中降解PAEs的兼性厌氧菌的分离筛选与活性研究

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邻苯二甲酸酯(PAEs)是一种难降解有机化合物,广泛存在于大气、土壤和水体等环境中。由于其对人体危害很大,因此,如何有效降解环境中的PAEs已成为一个迫切需要解决的问题。微生物降解PAEs因具有矿化程度高、经济成本低、无二次污染等独特优势而备受关注。本研究以安新县南刘庄周边白洋淀岸边带活性淤泥为取样点,以常见且浓度偏高的五种PAEs(DMP、DEP、DBP、DOP、DIOP)为研究对象,主要研究内容及结果如下:(1)采用浓度梯度压力驯化富集法,筛选得到了30株具有PAEs降解活性的兼性厌氧菌,分析其种属多样性结果可知:30株菌位列于7个不同的属,14个不同的种,其中假单胞菌属(Pseudomonas)的丰度最高;(2)确定了五种PAEs的降解率测定条件,采用HPLC测定发现所筛选菌株对五种PAEs均有一定的降解作用,对五种PAEs降解率均大于70%的菌株约占总菌株的23%,降解率均大于80%的菌株约占总菌株的10%。在白洋淀岸边带淤泥中,对PAEs降解效果显著的优势菌属是假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus);(3)采用HPLC-MS法测定菌株降解中间产物发现:在菌株对DOP和DIOP的降解率达到最高时产生了DBP,菌株能继续降解DBP;为了验证菌株能否将PAEs彻底降解,进行了PA的底物利用实验,发现所有菌均能利用PA作为唯一碳源良好生长,所以推测未检测到PA作为中间产物存在,可能是PA的产生和利用比较快速,从而可推测菌株对PAEs的降解途径主要为:PAEs→DBP→PA→CO2↑+H2O,也可证明筛选到的菌株能将PAEs较好的降解,在实际应用中具有很大的潜力。(4)对菌株的降解特性进行了研究:首先确定了菌株降解的最适条件,即:培养温度30℃,pH7.0和初始接种量2%;通过把浓度不同的金属阳离子、阴离子、表面活性剂和外源碳源加入到培养基中发现:高浓度的Cd2+、Cr6+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Mn2+均抑制菌株的降解作用,但较低浓度的Pb2+、Cu2+、Mn2+可一定程度上促进降解;过高和过低浓度的NO3-均能抑制菌株的降解,但其浓度在100-300 mg/L时促进降解,但NO2-的加入均抑制菌株的降解作用,且抑制强度随着浓度的增加而增强;非离子型表面活性剂Tween-80促进菌株的降解,但离子型表面活性剂SDS作用相反;葡萄糖、可溶性淀粉、蔗糖的加入均一定程度抑制菌株的降解,且可溶性淀粉的抑制作用最为显著。本研究为开发并研制高效的微生物修复菌剂奠定了一定的基础。
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