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喹啉是一种典型的含氮杂环有机物,广泛存在于焦化、钢铁、制药和印染废水中,由一个苯环和一个吡啶环稠合而成,因此也被称为苯并吡啶,是大量复杂含氮杂环化合物的基本结构单元。喹啉对人类和动物具有较强毒性、致畸性和致癌性,因此,含喹啉类污染物的处理一直以来都是水处理领域面临的一大难题。微生物法去除环境中的喹啉类污染物是经济有效的途径,但喹啉降解效率如何提高的问题始终未被解决,因此研究菌株快速降解喹啉的条件对喹啉类污染物的去除具有重要的理论价值和现实意义。本研究以前期研究结果为基础,研究降解菌株喹啉氧化还原酶特性及其作用机理,并研究固定化混合菌对喹啉的降解性能,获得以下研究成果:(1)通过响应面试验优化了喹啉氧化还原酶(Qor)酶活性检测体系,优化后的体系为:Tris-HCl 缓冲液(0.1 mmol·L-1,pH=8.0)2 mL、TritonX-100(质量浓度为1%)0.06 mL、碘硝基四唑紫(INT)2 mL、喹啉0.3 mL和胞内酶酶液0.6 mL。喹啉氧化还原酶的最适温度和pH为37℃、8.0。(2)0.05 mmol·L-1 Mo6+、1%吐温80和5 mmol·L-1甲酸可分别将喹啉氧化还原酶酶活性提高1.4倍、3.11倍、1.52倍,喹啉氧化还原酶具有底物专一性。酶促反应动力学结果表明Qor催化喹啉的米氏常数(Km)为0.92 mmol·L-1,最大反应速率为0.17 U·mg-1,喹啉氧化还原酶与底物喹啉之间的结合力较大。(3)在菌株LC-1降解喹啉体系中分别添加诱导因子Mo6+,甲酸和吐温80两两的组合后,起始浓度为300 mg·L-1的喹啉可在22～28 h内被彻底降解。喹啉生物降解得到强化的主要原因是诱导因子能够酶活性大幅度提高。(4)利用ZnO纳米颗粒修饰聚乙烯醇制备活细胞固定化载体,并将混合菌固定。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,ZnONPs均匀地分布在PVA内部孔隙表面,强化了对细菌及喹啉的吸附效果,且载体内部有大量孔隙支持细菌生长。(5)喹啉生物降解结果显示,固定化混合菌喹啉氧化还原酶(Qor)酶活性较游离混合菌提高了 1.7倍,喹啉降解能力大大增强。固定化混合菌经驯化后,在500 mg·L-1喹啉起始浓度下,10 h后,固定化混合菌喹啉降解率为99.8%,远高于游离混合菌的51.2%。当喹啉浓度为600～800 mg·L-1时,固定化混合菌对喹啉的降解率可稳定在99%以上,固定化微生物重复利用30次后,喹啉降解率仍维持在98.9%以上,表现出良好的机械耐受强度,可应用于生产实际。