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【摘要】：苯系物是一種常見(jiàn)的高毒性有機(jī)大氣污染物,具有致癌、致畸、致突變等作用臭氧檢測(cè)儀,嚴(yán)重危害人體健康。生物除苯建設(shè)成本低、運(yùn)行簡(jiǎn)單且二次污染少,逐漸成為苯系物凈化技術(shù)的發(fā)展方向。本研究主要涉及優(yōu)勢(shì)菌株的降解特性研究,復(fù)配菌劑的構(gòu)建與應(yīng)用,以及苯系物降解微生物的菌群結(jié)構(gòu)分析。主要研究結(jié)果如下:以苯系物污染環(huán)境下的活性污泥和污水為研究對(duì)象苯系物,馴化獲得耐受高濃度苯系物的微生物菌群。當(dāng)苯系物濃度為1800 mg·L-1時(shí),馴化菌群對(duì)苯、甲苯和苯乙烯的平均降解速率均高于10.4 mg·L-1·h-1。高通量測(cè)序結(jié)果顯示,微生物多樣性隨苯系物濃度的升高變化顯著,高濃度苯系物條件下,苯系物降解優(yōu)勢(shì)菌群得到聚集。經(jīng)3個(gè)月高濃度苯系物的馴化,微生物多樣性水平降低,菌群結(jié)構(gòu)主要由FirETutes、Actinobacteria、Proteobacteria和Bacteroidetes四個(gè)菌門組成。其中Proteobacteria菌門中的Pseudomonas sp.豐度最高苯系物,可達(dá)65%以上,是降解苯系物的優(yōu)勢(shì)菌屬。從馴化樣品中篩選到4株苯系物降解菌。經(jīng)生理生化特性和16S rRNA基因分析,鑒定為Rhodococcus ruber SS-4、Comamonas testosteroni SS-5、Agromyces sp.SW-2和Pseudomonas putida SW-3。

R.ruber SS-4和P.putida SW-3有較強(qiáng)的苯系物降解性能和較寬的有機(jī)污染物降解譜。R.ruber SS-4對(duì)苯乙烯的降解和P.putida SW-3對(duì)苯的降解基本不受Cu2+、Fe3+、Cr3+等重金屬離子的影響。最適條件下苯系物,R.ruber SS-4的最大比生長(zhǎng)速率為0.244 h-1油漆檢測(cè)儀,對(duì)苯、甲苯和苯乙烯的降解率分別達(dá)65.9%、72.1%、82.2%;P.putida SW-3的最大比生長(zhǎng)速率為0.195 h-1,對(duì)苯、甲苯和苯乙烯的降解率分別達(dá)87.9%、81.6%和72.8%。菌株對(duì)苯/甲苯/苯乙烯的單一和混合底物的生物降解實(shí)驗(yàn)表明,苯乙烯能夠促進(jìn)R.ruber SS-4對(duì)苯和甲苯的降解,苯則能抑制R.ruber SS-4對(duì)甲苯的降解;苯能夠促進(jìn)P.putida SW-3對(duì)甲苯和苯乙烯的降解,而苯乙烯則能抑制P.putida SW-3對(duì)甲苯的降解。透射電鏡分析結(jié)果顯示,以苯系物為底物時(shí),R.ruber SS-4和P.putida SW-3菌體內(nèi)均出現(xiàn)了與底物儲(chǔ)存有關(guān)的包含物。R.ruber SS-4與P.putida SW-3應(yīng)用于生物除苯的復(fù)配比例確定為1:2,該復(fù)配體系下,苯、甲苯和苯乙烯的降解率分別為89.8%、84.7%和82.5%,與單菌相比有較明顯提高。復(fù)配菌劑干預(yù)初始污泥和污水樣品后,系統(tǒng)中苯系物的降解率顯著提高,與未添加復(fù)配菌劑的兩個(gè)初始樣品相比,總降解率提高了約10%。復(fù)配菌劑在鞏固功能菌群優(yōu)勢(shì)地位的同時(shí),能夠通過(guò)菌群間的協(xié)同關(guān)系促使群落結(jié)構(gòu)不同的樣本呈現(xiàn)出相似的菌群組成。

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