混合菌群的构建及其修复水体芘—Cr（Ⅵ）复合污染的性能研究

发布时间：2020-11-12 13:15

　　 自然环境中的污染物往往不是以单一污染的形式存在的,而是以复合污染的形式存在的,即不同的污染物之间会产生协同、相加等联合作用。环境中的无机污染物以重金属为主,且重金属无法自然降解,多环芳烃类污染是有机污染物中较难降解的一类,且易在土壤及沉积物中积累。单一高效降解菌的分离、筛选已无法满足日益严重的复合污染现状,故构建对重金属-多环芳烃类复合污染具有修复作用的混合微生物菌群具有重要意义。本文从受重金属-多环芳烃污染严重的土壤、水体及沉积物中分离、筛选出分别对Cr(Ⅵ)具有还原能力、对芘具有降解能力的高效单功能菌株各一株,将其按照不同比例混合,确定混合微生物菌群的比例,探究复合污染中Cr(Ⅵ)和芘相互作用的关系,通过单因素实验探究了温度、pH值、接菌量等因素对混合微生物菌群修复Cr(Ⅵ)-芘复合污染的影响,并通过正交试验确定混合微生物菌群修复的最适条件,通过室内模拟试验探究混合微生物菌群对模拟实际废水中Cr(Ⅵ)-芘复合污染的修复效果,并通过水培试验探究混合微生物菌群减轻复合污染对作物毒害作用的有效性。主要研究结果如下:(1)分离、筛选出了一株具有高效芘降解能力的4-1菌、一株具有高效Cr(Ⅵ)还原能力的12-2菌,经鉴定分别为Serratia marcescens(粘质沙雷氏菌)、Arthrobacter sp.(节细菌属),接收号分别为MK027123、MK027124。混合微生物菌群的最优混合比例为1:1,较只加12-2菌,Cr(Ⅵ)的还原率提高了47%,混合前后对芘的降解率均在30%左右。Cr(Ⅵ)浓度从40mg/L提高到120mg/L时,混合微生物菌群对50mg/L芘的降解率从47.4%降至18.0%;混合微生物菌群对40mg/L的Cr(Ⅵ)还原率随芘浓度的升高先增大再减小。(2)通过单因素试验和正交试验确定混合微生物菌群修复复合污染的最佳条件为:温度25℃、pH 9.0、接菌量15%。在最佳条件下,混合菌群培养48h后对40mg/L的Cr(Ⅵ)还原率为96.9%,7d后对50mg/L的芘降解率为65.3%。(3)在最佳条件下,开展了混合微生物菌群修复水体Cr(Ⅵ)-芘复合污染的模拟试验,7d后混合微生物菌群对10mg/L的Cr(Ⅵ)还原率达100%,7d后混合微生物菌群对芘的降解率达52.9%。通过水培实验表明,Cr(Ⅵ)-芘复合污染对作物的生长毒害效果明显,棉花、大豆和玉米的生长量分别为空白对照的80.6%、71.3%、70.6%。加入混合微生物菌群后降低了Cr(Ⅵ)-芘复合污染对作物的毒害作用,经混合微生物菌群处理后,棉花、大豆和玉米的生长量分别为空白对照的94.7%、91.8%、92.2%。
【学位单位】：温州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X172;X505
【部分图文】：

2.1 单功能高效降解菌株的筛选、分离2.1.1 采样分别从深受重金属和多环芳烃污染的环境中多地、多次采样，确保实验样品的数量温州市水头镇皮革厂附近水体及土壤样品；温州市加油站储油区和绿化带土壤样品；扬州工业园区化工厂附近水体及土壤样品；绍兴市化工厂附近的水体及土壤样品；温州市龙湾码头水体样品和沉积物样品以及温州市瓯海区三垟湿地沉积物样品。2 试验方法

图 2-2 实验样品图片(a、b-土壤和沉积物样品，c-水体样品)Fig.2-2 Picture of experimental sample (a、b-soil and sediment samples, c-water sam 富集培养富集培养的目的在于使采集样品中目标微生物数量增加，然后将其分离验采用 LB 液体培养基富集具有还原 Cr(VI)功能的菌株，采用无机盐液富集具有降解芘功能的菌株。）还原 Cr(VI)功能菌的富集取10g土壤样品/沉积物或10mL水体样品加入到90mlCr(VI)浓度为500B 液体培养基中，在 30℃，150rpm 条件下振荡培养，筛选出能够还原 C生物。为筛选出对 Cr(VI)具有高效还原功能的菌株，以 500mg/L 的浓度提高 Cr(VI)的浓度。经过多次转接后，最终 Cr(VI)浓度为 2000mg/L。取一次转接后富集培养 2 天的样品在 LB 固体培养基上涂布，并做好标记置于 30℃恒温培养箱中培养 24~48h，长出的菌落即为对 Cr(VI)具有耐菌种[86]。）降解芘功能菌的富集取 10g 土壤样品/沉积物或 10mL 水体样品加入到 90ml 芘浓度为 100m

12-2 菌和 4-1 菌分别加入到含有 30mg/L 的 Cr(VI)、50mg/L 的芘萄糖液体培养基中，摇瓶培养一段时间，3d 后 Cr(VI)的还原率和 7 解率如表 2-3 所示。表 2-3 2 株菌株的 Cr(VI)还原、芘降解情况Table 2-3 Reduction of Cr (VI) and degradation of pyrene in 2 strains细菌编号 铬还原率%（3d） 芘降解率%（7d）12-24-146.420.816.034.2功能菌株的鉴定结果功能菌的形态学鉴定结果获得的 4-1 菌株和 12-2 菌株分别做四区划线，培养一段时间后，在观察其形态特征，结果如图 2-1 所示：12-2 菌菌落为乳黄色，呈圆边缘整齐，不透明；4-1 菌菌落为乳白色，近似圆形，边缘不规则
【参考文献】

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本文编号：2880784