铜离子对混合菌群降解三氯乙烯的影响与机制分析

摘要

在三氯乙烯(TCE)胁迫条件下,从生活垃圾填埋场覆盖土中富集得到了可高效降解TCE的混合菌群SWA1.考察了铜离子浓度0-15 μmol/L范围内混合菌群对TCE的降解,当铜离子浓度为0.03 μmol/L时,降解速率最大为29.60 nmol/min,降解率达95.75％.此条件下的pmoA和mmoX表达量均达最大值,pmoA的相对表达量(4.22 E-03)比mmoX (9.30 E-06)和LmpH (0)高3个数量级.在0-0.75 μmol/L和1-15 μmol/L两个铜离子浓度区间,分别出现了TCE降解峰值,高通量测序结果表明,甲基孢囊菌科Methylocystaceae的甲烷氧化菌为优势微生物.随着铜离子浓度提高,混合菌群SWA1生物多样性显著降低.铜离子浓度的变化影响了混合菌群的结构和活性,进而影响了TCE降解机制.当铜离子浓度为0.03 μmol/L时,降解机制包括TCE直接降解和甲烷氧化菌共代谢降解.当铜离子浓度为5 μmol/L时,降解率可达到84.75％.此时,降解机制包括TCE直接降解以及甲烷氧化菌和含苯酚羟化酶菌群的共代谢降解.