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【摘要】：苯系物是一種常見的高毒性有機大氣污染物,具有致癌、致畸、致突變等作用臭氧檢測儀,嚴重危害人體健康。生物除苯建設成本低、運行簡單且二次污染少,逐漸成為苯系物凈化技術的發展方向。本研究主要涉及優勢菌株的降解特性研究,復配菌劑的構建與應用,以及苯系物降解微生物的菌群結構分析。主要研究結果如下:以苯系物污染環境下的活性污泥和污水為研究對象苯系物,馴化獲得耐受高濃度苯系物的微生物菌群。當苯系物濃度為1800 mg·L-1時,馴化菌群對苯、甲苯和苯乙烯的平均降解速率均高于10.4 mg·L-1·h-1。高通量測序結果顯示,微生物多樣性隨苯系物濃度的升高變化顯著,高濃度苯系物條件下,苯系物降解優勢菌群得到聚集。經3個月高濃度苯系物的馴化,微生物多樣性水平降低,菌群結構主要由FirETutes、Actinobacteria、Proteobacteria和Bacteroidetes四個菌門組成。其中Proteobacteria菌門中的Pseudomonas sp.豐度最高苯系物,可達65%以上,是降解苯系物的優勢菌屬。從馴化樣品中篩選到4株苯系物降解菌。經生理生化特性和16S rRNA基因分析,鑒定為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有較強的苯系物降解性能和較寬的有機污染物降解譜。R.ruber SS-4對苯乙烯的降解和P.putida SW-3對苯的降解基本不受Cu2+、Fe3+、Cr3+等重金屬離子的影響。最適條件下苯系物,R.ruber SS-4的最大比生長速率為0.244 h-1油漆檢測儀,對苯、甲苯和苯乙烯的降解率分別達65.9%、72.1%、82.2%;P.putida SW-3的最大比生長速率為0.195 h-1,對苯、甲苯和苯乙烯的降解率分別達87.9%、81.6%和72.8%。菌株對苯/甲苯/苯乙烯的單一和混合底物的生物降解實驗表明,苯乙烯能夠促進R.ruber SS-4對苯和甲苯的降解,苯則能抑制R.ruber SS-4對甲苯的降解;苯能夠促進P.putida SW-3對甲苯和苯乙烯的降解,而苯乙烯則能抑制P.putida SW-3對甲苯的降解。透射電鏡分析結果顯示,以苯系物為底物時,R.ruber SS-4和P.putida SW-3菌體內均出現了與底物儲存有關的包含物。R.ruber SS-4與P.putida SW-3應用于生物除苯的復配比例確定為1:2,該復配體系下,苯、甲苯和苯乙烯的降解率分別為89.8%、84.7%和82.5%,與單菌相比有較明顯提高。復配菌劑干預初始污泥和污水樣品后,系統中苯系物的降解率顯著提高,與未添加復配菌劑的兩個初始樣品相比,總降解率提高了約10%。復配菌劑在鞏固功能菌群優勢地位的同時,能夠通過菌群間的協同關系促使群落結構不同的樣本呈現出相似的菌群組成。

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