鄰苯二甲酸二丁酯的生物降解以及土壤中關(guān)鍵細(xì)菌群落動(dòng)態(tài)解析.pdf

1、鄰苯二甲酸酯是一類環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。它具有環(huán)境激素作用,可在極低的濃度下干擾人類和動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng),目前已被多個(gè)國家列為優(yōu)先控制的污染物。近年來,由于DBP的廣泛應(yīng)用,土壤、河流、湖泊、海洋底質(zhì)、飲用水、垃圾場(chǎng),甚至食品中都檢測(cè)到了DBP的存在,對(duì)人類的身體健康造成了嚴(yán)重的威脅。DBP在環(huán)境中的水解、光解速度非常緩慢,屬于難降解物質(zhì)。微生物降解被認(rèn)為是自然環(huán)境中DBP完全礦化的主要過程,大量降解菌從各類環(huán)境中分離得到。
　　 本

2、研究從全國四個(gè)不同地點(diǎn)的河流或池塘底泥樣品中各篩選到一株以DBP為唯一碳源和能源的細(xì)菌。根據(jù)形態(tài)學(xué)觀察,生理生化指標(biāo)測(cè)試,分子生物學(xué)鑒定,這四株DBP降解菌(JDC2、JDC13、JDC26、JDC33)初步鑒定為Gordonia屬。同時(shí),利用一對(duì)簡(jiǎn)并引物在這四株菌中成功擴(kuò)增出編碼鄰苯二甲酸3,4雙加氧酶的基因片段,這也是首次在Gordonia中成功擴(kuò)增出鄰苯二甲酸3,4雙加氧酶的基因片段。通過序列比對(duì)結(jié)果顯示Gordonia中該基因序

3、列具有高度的同源性,而與其它屬的細(xì)菌的鄰苯二甲酸3,4雙加氧酶基因相比具有一定的差異。因此該基因序列具有屬特異性。
　　 以DBP作為降解對(duì)象,利用高校液相色譜測(cè)試了四株菌對(duì)DBP的最佳降解條件,結(jié)果顯示JDC2、JDC13、JDC26、JDC33降解DBP的最適條件均為:溫度30℃,pH7.0,轉(zhuǎn)速175.250 r/min。在最適條件下進(jìn)行了DBP降解能力的研究和降解動(dòng)力學(xué)分析。結(jié)果顯示四株菌中JDC2的降解速度最快,在18

4、h內(nèi)降解了400 mg/L DBP中的96％。JDC13和JDC26分別在30h和48h內(nèi)降解了98％以上。而JDC33的降解速度較慢,在48h內(nèi)降解了78％。動(dòng)力學(xué)分析表明四株菌對(duì)DBP的降解曲線能夠很好的符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,其半衰期分別為JDC29.24h、JDC139.89h、JDC2627.61h、JDC3331.12h。同時(shí)對(duì)這四株菌的底物廣譜性行進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果顯示側(cè)鏈較短的鄰苯二甲酸酯比側(cè)鏈較長的鄰苯二甲酸酯更容易被降解菌

5、利用。而這四株菌中JDC2和JDC13能更好的利用側(cè)鏈較長的鄰苯二甲酸酯。
　　 生物強(qiáng)化是接種具有特定降解能力的微生物來增強(qiáng)環(huán)境中的生物活性,以達(dá)到修復(fù)污染環(huán)境的目的。本文以加入DBP的土壤為研究對(duì)象,考察了利用DBP高效降解菌JDC13進(jìn)行生物強(qiáng)化修復(fù)的效果,對(duì)DBP在土壤中的降解情況和土壤中細(xì)菌總數(shù)的動(dòng)態(tài)變化,研究結(jié)果顯示接種外源降解菌JDC13有利于土壤中DBP的降解,與直接用土壤中的土著微生物降解DBP相比,其完全降解

6、的時(shí)間提前了5天。土壤中加入DBP在最初的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)抑制土著微生物的生長,接種外源降解菌可以有效減少這種不利影響。因此,接種JDC13對(duì)DBP污染土壤進(jìn)行生物強(qiáng)化修復(fù)具有很好的效果。
　　 本研究利用現(xiàn)代分子生物學(xué)手段——PCR-DGGE對(duì)生物強(qiáng)化過程中土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè),為生物強(qiáng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了有參考價(jià)值的信息。PCR-DGGE分析結(jié)果表明,只加入DBP與同時(shí)加入DBP和外源降解菌JDC13都會(huì)顯著影響土壤