四溴雙酚A厭氧降解菌的篩選及其降解特性研究.pdf

1、隨著四溴雙酚A用量的日益增多，四溴雙酚A在環(huán)境中累積現(xiàn)象也日益明顯。因?yàn)樗匿咫p酚A具有難降解、生物遷移、生物累積等特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境及生物體存在潛在危害，因此人們對(duì)四溴雙酚A的關(guān)注越來越多，四溴雙酚A在環(huán)境中的無害化成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。在四溴雙酚A的諸多降解技術(shù)中，生物降解技術(shù)成本低，效果顯著，故被廣泛應(yīng)用。研究以南京城東污水處理廠二沉池污泥為原泥，建立四溴雙酚A厭氧降解菌馴化系統(tǒng)，通過馴化、富集培養(yǎng)、分離及純化篩選出對(duì)四溴雙酚A降解效果良好

2、的菌株，研究其降解特性，推測(cè)其降解途徑。
　　構(gòu)建四溴雙酚A厭氧降解菌馴化系統(tǒng):控制馴化溫度為30℃，pH6.8-7.2，機(jī)械攪拌速率為200r/min，分批次投加四溴雙酚A溶液。穩(wěn)定馴化100天之后，反應(yīng)器中微生物對(duì)10mg/L的四溴雙酚A降解效果明顯。經(jīng)過10天的培養(yǎng)，降解率可達(dá)94.8％，因此可將其用于后續(xù)四溴雙酚A厭氧降解菌的篩選。
　　通過富集培養(yǎng)、分離和純化，最終分離篩選出兩株對(duì)四溴雙酚A厭氧降解效果良好的菌株，

3、分別命名為NJUST20和NJUST21。在溫度30℃，pH7.0，初始四溴雙酚A濃度10mg/L條件下培養(yǎng)6天，NJUST20和NJUST21對(duì)四溴雙酚A的降解率分別為63.5％和42.8％。
　　在30℃條件下培養(yǎng)3天之后，觀察兩株菌菌落特點(diǎn)得出:NJUST20菌株生長良好，菌落呈規(guī)則的圓形，邊緣整齊，表面光滑，有光澤，濕潤，質(zhì)地柔軟，易挑取，表面凸起，菌落呈黃白色，菌落直徑約2-4mm; NJUST21菌落不規(guī)整，邊緣不明顯

4、，濕潤，無光澤，質(zhì)地柔軟，表面呈發(fā)散的條紋狀，菌落顏色為白色，略微有彩虹的光澤。N JUST20和NJUST21革蘭氏染色均呈紅色，為革蘭氏陰性菌。掃描電鏡顯示:NJUST20細(xì)胞呈直桿狀，大小約為0.61×(1.33-1.57)μm，周身鞭毛;NJUST21細(xì)胞呈接近于球形的短桿狀，細(xì)胞大小約為0.59×(0.64-0.93)μm，有鞭毛。提取NJUST20和NJUST21的16S rDNA，經(jīng)PCR擴(kuò)增、測(cè)序及序列分析之后得出:NJ

5、UST20屬于腸桿菌科（Enterobacteriaceae）腸桿菌屬（Enterobacter），命名為Enterobacter sp.NJUST20; NJUST21屬于腸桿菌科（Enterobacteriaceae）沙雷氏菌屬（Serratia），命名為Serratia sp.NJUST21。對(duì)Enterobacter sp.NJUST20的生物化學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)，并與腸桿菌屬中各個(gè)種進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其符合Enterobacter g

6、ergoviae種的各種性質(zhì)，因此推斷Enterobacter sp.NJUST20為Enterobacter gergoviae種中的一株。
　　因NJUST20具有更好的四溴雙酚A厭氧降解能力，故以之為目的菌株進(jìn)行降解特性研究。通過單因素實(shí)驗(yàn)得出，NJUST20最佳降解溫度為35℃，pH為7.0，在此條件下，初始濃度10mg/L的四溴雙酚A，培養(yǎng)6天之后四溴雙酚A剩余為1.8mg/L，降解可率達(dá)81.9％。對(duì)NJUST20厭氧

7、降解四溴雙酚A的過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)其符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，其中降解速率常數(shù)k為0.4020d-1，半衰期T1/2為1.6d。
　　通過HPLC和GC-MS對(duì)降解產(chǎn)物進(jìn)行分析，結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)，推測(cè)Enterobacter sp.N JUST20厭氧條件下降解四溴雙酚A的降解途徑為:四溴雙酚A首先脫掉4個(gè)溴原子，變成雙酚A;之后雙酚A兩個(gè)苯環(huán)之間斷裂變成2，4-二羥基苯乙酮和2，5-二羥基苯甲酸。2，4-二羥基苯乙酮可能脫掉一個(gè)碳