五氯苯酚对污泥性能和功能基因表达水平的影响

摘要

氯酚废水是一类广泛存在于环境的典型工业废水,具有显著的生态毒性,为探讨废水中氯酚类化合物对污泥性能和功能基因表达水平的影响,采用HRT(水力停留时间)为8 h、SBR(间歇曝气的序批式生物反应器)处理进水浓度为2 mg∕L的PCP(五氯苯酚)废水,并与处理不含PCP的废水作对比分析,探讨PCP对污染物去除和微生物菌群的影响,并分析PCP诱导下污泥中Pseudomonas功能基因的表达水平.结果表明:①1～90 d,进水浓度为2 mg∕L的PCP严重抑制污泥活性,出水ρ(CODCr)超过100 mg∕L,PCP降解去除缓慢,而对照组出水ρ(CODCr)在31.6 mg∕L左右波动.90 d后,降解PCP的优势菌群富集,水相、泥相PCP被降解去除,但PCP的毒性作用使其出水 ρ(CODCr)仍高于对照组.②经PCP长期驯化污泥富集的优势菌属为Chondromyces、Ignavibacterium、Thauera、Pseudoxanthomonas、Bosea、Achromobacter、Comamonas和Salimesophilobacter,均归属于变形菌门和厚壁菌门,在降解氯酚类污染物方面起着重要作用.③当处理PCP的SBR处于稳定运行阶段时,SBR运行周期末污泥中降解PCP的菌属Pseudomonas调控ATP水解酶(ATPase)、过氧化氢酶(CAT)和细胞色素p450(CYP450)的功能基因表达被激活,而调控超氧化物歧化酶(SODb)、氨单加氧酶(AM)、脱氯水解酶(HDLH)和甘油三磷酸脱氢酶(GAPDH)的功能基因表达被抑制,即活性污泥中微生物调控不同基因的表达受进水PCP的抑制或激活.研究显示:进水PCP诱导SBR富集的优势菌属可实现废水中PCP的去除,起到削减废水毒性的作用;通过分析不同优势菌属的相关功能基因表达,可加强对不同微生物降解污染物机理的认识.