【摘要】：苯系物是一种常见的高毒性有机大气污染物,具有致癌、致畸、致突变等作用臭氧检测仪,严重危害人体健康。生物除苯建设成本低、运行简单且二次污染少,逐渐成为苯系物净化技术的发展方向。本研究主要涉及优势菌株的降解特性研究,复配菌剂的构建与应用,以及苯系物降解微生物的菌群结构分析。主要研究结果如下:以苯系物污染环境下的活性污泥和污水为研究对象苯系物,驯化获得耐受高浓度苯系物的微生物菌群。当苯系物浓度为1800 mg·L-1时,驯化菌群对苯、甲苯和苯乙烯的平均降解速率均高于10.4 mg·L-1·h-1。高通量测序结果显示,微生物多样性随苯系物浓度的升高变化显著,高浓度苯系物条件下,苯系物降解优势菌群得到聚集。经3个月高浓度苯系物的驯化,微生物多样性水平降低,菌群结构主要由FirETutes、Actinobacteria、Proteobacteria和Bacteroidetes四个菌门组成。其中Proteobacteria菌门中的Pseudomonas sp.丰度最高苯系物,可达65%以上,是降解苯系物的优势菌属。从驯化样品中筛选到4株苯系物降解菌。经生理生化特性和16S rRNA基因分析,鉴定为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有较强的苯系物降解性能和较宽的有机污染物降解谱。R.ruber SS-4对苯乙烯的降解和P.putida SW-3对苯的降解基本不受Cu2+、Fe3+、Cr3+等重金属离子的影响。最适条件下苯系物,R.ruber SS-4的最大比生长速率为0.244 h-1油漆检测仪,对苯、甲苯和苯乙烯的降解率分别达65.9%、72.1%、82.2%;P.putida SW-3的最大比生长速率为0.195 h-1,对苯、甲苯和苯乙烯的降解率分别达87.9%、81.6%和72.8%。菌株对苯/甲苯/苯乙烯的单一和混合底物的生物降解实验表明,苯乙烯能够促进R.ruber SS-4对苯和甲苯的降解,苯则能抑制R.ruber SS-4对甲苯的降解;苯能够促进P.putida SW-3对甲苯和苯乙烯的降解,而苯乙烯则能抑制P.putida SW-3对甲苯的降解。透射电镜分析结果显示,以苯系物为底物时,R.ruber SS-4和P.putida SW-3菌体内均出现了与底物储存有关的包含物。R.ruber SS-4与P.putida SW-3应用于生物除苯的复配比例确定为1:2,该复配体系下,苯、甲苯和苯乙烯的降解率分别为89.8%、84.7%和82.5%,与单菌相比有较明显提高。复配菌剂干预初始污泥和污水样品后,系统中苯系物的降解率显著提高,与未添加复配菌剂的两个初始样品相比,总降解率提高了约10%。复配菌剂在巩固功能菌群优势地位的同时,能够通过菌群间的协同关系促使群落结构不同的样本呈现出相似的菌群组成。

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