固定化混合菌修复冻融土壤PAHs污染的研究

摘要

从石油污染冻融土壤中筛选出1株细菌(Pseudomonas sp.)和1株真菌(Mortierella alpina),以玉米芯为载体对混合菌进行固定化,研究低温冻融环境下,固定化混合菌对菲(Phe)和苯并[b]荧恩(BbF)污染土壤的生物强化修复作用.通过高效液相色谱法(HPLC)分析Phe和BbF的降解动态,用Michaelis-Menton与Monod动力学方程将结果进行拟合,采用高通测序分析修复过程中微生物群落的变化.结果表明,处理前,冻融土壤中Phe、BbF的浓度分别为(105.4±4.8)、(6.12±1.1)mg·kg-1,60 d修复试验后,固定化混合菌可降解土壤中(56.62±3.21)％的Phe和(38.21±1.82)％的BbF,固定化混合菌对冻融环境有较好的抗性,其降解能力优于游离菌.修复试验中,稳定前期降解速率均高于稳定期降解速率.固定化混合菌的投加,提高了Phe、BbF的降解速率,缩短了Phe、BbF降解的半衰期,反应速率分别提高至2.02、0.65 d-1,半衰期分别缩短至50.17 d和82.12 d;改变了土壤中微生物的群落结构及多样性,其中细菌的多样性和均匀度均降低,多环芳烃(PAHs)的降解与细菌的群落多样性和均匀度呈现负相关;细菌变形杆菌门(Proteobacteria)和真菌鞭毛菌门(Mortierellomycota)成为主要的优势菌门,相对丰富度分别为88.72％和81.15％;细菌假单胞菌(Pseudomonas sp.SDR4)和真菌高山被孢霉菌(Mortierella alpina.JDR7)相对丰度分别上升至80.03％和81.15％,形成了显著的降解真菌-细菌共生优势菌株体系,明显提高了低温土壤中的PAHs污染的修复效果.固定化混合菌可广泛应用于冻融环境下土壤PAHs污染的生物强化修复.