新型聚乙烯醇降解菌的篩選及降解特性的研究.pdf

1、聚乙烯醇(PVA)是一種通過水解聚乙酸酯而得到的水溶性高分子聚合物，被廣泛運(yùn)用于工業(yè)產(chǎn)品中，例如在黏合劑和紡織漿料之中。除此之外，聚乙烯醇在固定化微生物細(xì)胞技術(shù)中也有應(yīng)用。近年來(lái)，聚乙烯醇因?yàn)榫哂锌梢员晃⑸锝到獾暮刑穷惢蛑舅嶂ф湹木酆衔锏幕炬準(zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)而受到了廣泛的關(guān)注。根據(jù)有效統(tǒng)計(jì)，聚乙烯醇的產(chǎn)量比其他任何水溶性的人工合成聚合物都要大，全球范圍內(nèi)的聚乙烯醇年產(chǎn)量可以達(dá)到650000噸，大量廢棄的聚乙烯醇日漸成為重要的環(huán)境問題。聚乙

2、烯醇是很難被天然降解的物質(zhì)，因此在排放之前應(yīng)當(dāng)做適當(dāng)處理。由于國(guó)內(nèi)外僅有少量的從事聚乙烯醇生物降解的研究，從而使得本課題具有一定的研究?jī)r(jià)值。本文從活性污泥中篩選出了具有聚乙烯醇降解能力的單一菌種(P7)和它的共生菌種(B2)。著重對(duì)具有聚乙烯醇降解能力的菌種(P7)和共生菌群(P7和B2)的降解能力進(jìn)行了研究，并對(duì)單一菌種的降解曲線也進(jìn)行了討論。
　　 基于16S rRNA基因序列的細(xì)菌分類學(xué)分析表明P7屬于新鞘氨醇桿菌屬(No

3、vosphingobium sp.)，與Novosphingobium sp.的基因序列有98.2％的相似度。B2的分析結(jié)果表明其屬于黃色（無(wú)芽胞）桿菌屬(Xanthobacter flavus)并與Xanthobacter flavus的16S rRNA基因序列有100％的相似度。以前學(xué)者的研究結(jié)果表明，PVA的分解離不開細(xì)胞外酶和細(xì)胞內(nèi)酶共同作用，前人發(fā)現(xiàn)的PVA降解菌需添加酶或輔酶來(lái)輔助降解，而本研究表明，P7只要在有氮源存在的環(huán)

4、境中就能降解聚乙烯醇，降解率可達(dá)95％，這是以前的研究中所未發(fā)現(xiàn)的菌種。我們發(fā)現(xiàn)P7不僅能產(chǎn)生出細(xì)胞外酶分解PVA，還能產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)酶進(jìn)一步分解PVA初步水解后形成的中間產(chǎn)物。而在P7與不同種類氮源共同培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，我們發(fā)現(xiàn)有機(jī)氮比無(wú)機(jī)氮更適合細(xì)菌的生長(zhǎng)和降解聚乙烯醇。
　　 為了在活性污泥中找到P7菌的共生菌，我們把活性污泥中分離出來(lái)的其他菌種與P7菌進(jìn)行共同培養(yǎng)。通過把其他菌種接種到含P7菌的聚乙烯醇基礎(chǔ)培養(yǎng)液中（不含氮源）

5、，經(jīng)過一定時(shí)間的培養(yǎng)后，僅發(fā)現(xiàn)含P7菌和B2菌的溶液中的聚乙烯醇幾乎完全降解，降解率可達(dá)94.4％。而在另外的試驗(yàn)中，我們把B2菌放在含有氮源的聚乙烯醇培養(yǎng)液中培養(yǎng)一周后，發(fā)現(xiàn)B2菌即使在氮源存在的環(huán)境中也并沒有聚乙烯醇的降解能力。由于P7菌具有降解聚乙烯醇的能力而B2菌不具備，與此同時(shí)，P7菌在不存在氮源的情況下幾乎不具備聚乙烯醇降解能力，而在P7菌與B2菌的共同存在情況下，即使沒有氮源存在情況下也能降解聚乙烯醇。因此我們可以推斷B2