修复多环芳烃复合污染水体的高效菌群构建及降解特性

摘要

以多环芳烃萘为唯一碳源和能源，从某焦化厂活性污泥中筛选出菌株ZJ1H和ZJ2H，经鉴定，确定其为蒂莫内马赛菌（Massilia timonae）和解甘露醇罗尔斯顿菌（Ralstonia mannitolilytica）。考察了初始底物浓度、投菌量、pH值、温度、盐浓度和转速等因素对菌株降解效率的影响，对降解条件进行了优化。结果表明，菌株 ZJ1H的最佳降解条件为：初始底物浓度20mg/L、投菌量15%、温度30～35℃、初始pH7.0、盐浓度3%以内、转速120～200rpm；ZJ2H的最佳降解条件为：初始底物浓度40 mg/L、投菌量10%～25%、温度30～35℃、初始pH7.0、盐浓度3%以内、转速120～160rpm。菌株的广谱性实验显示菌株ZJ1H和ZJ2H具有较宽的降解谱。ZJ1H能以、芴、芘和萘这4种PAH为唯一碳源和能源生长，而不能有效利用蒽和菲。ZJ2H则可将除菲以外的蒽、、芴、芘、萘这5种PAH作为代谢基质。 又以另一种常见多环芳烃为唯一碳源和能源，分离出一株的高效降解菌CT，通过形态学观察、生理生化试验和16S rDNA基因序列分析，初步推测菌株CT为嗜氨副球菌(Paracoccus aminovorans)。在投菌量为10％，初始浓度40 mg/L，培养液pH 7.0，温度35℃，振荡速率120 rpm的条件下，历时8 d，的降解效率可达85.2%。为确定降解基因的位置，采用碱裂解法对菌株进行质粒抽提，得到一个大于15kb的质粒。将该质粒转化E.Coli DH10B感受态细胞，发现转化子获得了一定的降能力，8 d 内可将30 mg/L的降解43%；而经SDS-高温消除质粒的突变菌株则丧失了利用的能力。结果表明，菌株CT的质粒携带了降解基因。 以从天然污染环境分离、筛选得到的9株PAHs降解菌为基本菌种构建了高效修复PAHs复合污染体系的菌群，结果表明，无论对单一PAH还是混合PAHs，菌群D均表现出较高降解效率。通过摇瓶实验考察了PAHs初始质量浓度对菌群D降解效率的影响，结果表明，80 mg/L为菌群D的最佳底物浓度水平。当表面活性剂Tween-80的最佳投加量为150 mg/L时，菌群D对PAHs的生物降解效率可达92%。论文还考察了在外加碳源、氮源存在的条件下，菌群D对PAHs的降解效果。结果表明，葡萄糖和酵母粉分别为理想的碳源和氮源，在它们分别作用下，菌群D对PAHs的降解效率可达96.4%和100%。 采用菌群D对PAHs复合污染水体进行了模拟修复，在外加碳源、氮源和表面活性剂作用下，菌群D和长江水中的土著微生物能很好的融合于同一环境，菌群D可有效地对水体中的PAHs进行生物修复。经过6 d的修复期，菌群D对、芘、芴的降解效率分别为86.4%、79.5%和84.8%，对蒽、菲、萘的降解效率则趋近于100%。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

第2章 萘降解菌的分离筛选及降解特性

第3章 (艹屈)降解菌的筛选鉴定及降解基因定位研究

第4章 高效修复PAHs复合污染体系功能菌群的构建及降解性能

第5章 菌群D降解PAHs的影响因素研究

第6章 PAHs复合污染水体的模拟修复实验

结论

参考文献

附录：各菌株的16S rDNA序列(或ITS序列)

攻读学位期间发表的学术论文

致 谢