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一株多环芳烃降解菌的筛选、鉴定、降解特性及其降解机制研究

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2021/3/5 15:39:02  

摘要:多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)是一类在环境中普遍存在的持久性有机污染物,具有“三致”作用,对人类健康和生物安全构成巨大威肋。在众多的治理技术中,生物降解方法高效且无二次污染而受到了广泛的关注。目前,利用微生物处理法解决环境中的PAHs污染问题己被广泛接受,而筛选分离高效降解PAHs的微生物菌株是该方法的关键环节。

本文以芘为多环芳烃降解研究的模型,从江苏某炼油厂附近污染土壤筛选出能以芘为唯一碳源的菌株Bacillus sp. PyrS0838,探究不同环境条件下该菌株的降解效果,因为目前复合污染的存在,我们探讨了重金属离子对菌株降解芘的影响,为进一步修复实际场地作出实验研究。在微生物降解的前提上,我们探讨了在微生物修复的基础上加上化学氧化,利用联合修复来探究对芘的降解。

主要结论如下:

(1)从多环芳烃污染土壤中筛选出的耐受菌,经16S rDNA测序初步鉴定为Bacillus strain,其Gen Bank序列的登陆号是MN733183。本文中将其命名为Bacillus sp. PyrS0838。对Bacillus sp. PyrS0838降解芘的环境条件进行研究,表明菌株在温度20-40℃,pH 5-9时均能对芘进行降解,在芘浓度100 mg/L时降解率达到52.66%。

(2)重金属与多环芳烃混合污染中,金属离子Pb2+浓度在低于20 mg/L时,可以促进芘的降解,Pb2+浓度过高会严重抑制芘的降解效率。且重金属在参与降解的同时,本身也会被菌株从游离态矿化成稳定态。

(3)芘在被降解时会产生中间产物,本实验利用GC-MS分析,得到中间产物4,5-二氢芘,氢化肉桂酸,邻苯二甲酸二异丙酯,3,4,5,6-四氯苯酐。结合中间产物的检测,推导芘降解途径:芘在氧化还原作用下生成4,5-二氢芘,经由转化成1-羟基-2-萘甲酸(假设产物)后有两条转化途径,一是转化为邻苯二甲酸二异丙酯,再碳链断裂加氢形成邻苯二甲酸后最终形成3,4,5,6-四氯苯酐;另一条途径是1-羟基-2萘甲酸经由碳链断裂,和氧化还原形成氢化肉桂酸。

(4)化学氧化和微生物联用修复可以提高芘降解效率。H2O2、Na2S2O8和KMnO4与微生物联用后,活化过硫酸钠-微生物降解效率最好,最高可将降解率从51.65%提高至65.27%,提高了13.62%的降解效率。同时添加营养物质N,可以继续促进芘的降解。

关键词:多环芳烃;降解菌;鉴定;生物降解;降解途径

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