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本论文以群体感应理论为指导,针对Pseudomonas sp. HF-1定植这一生物强化技术的核心问题,展开了一系列的应用基础研究,该研究可为烟草污染环境修复提供理论基础和技术参考。得到以下主要结论：(1)通过外源添加,明确了信号分子N-hexanoyl-homoserine lactone (C6-HSL)、N-3-oxo-hexanoyl-homoserine lactone (3-oxo-C6-HSL)和N-3-oxo-octanoyl-homoserine lactone (3-oxo-C8-HSL)均对菌株HF-1生物膜形成具有调控作用。其中,3-oxo-C6-HSL和C6-HSL对菌株HF-1的集群能力起诱导作用的阈值分别为40nmol和20nmol;3-oxo-C6-HSL、C6-HSL和3-oxo-C8-HSL对胞外聚合物(Extracellular polymeric substances, EPS)分泌起诱导作用的阈值依次为40nmol、40nmol和20nmol;C6-HSL和3-oxo-Cg-HSL对生物膜形成起调控作用的阈值分别为10nmol和40nmol。(2)通过外源添加群体感应淬灭剂猪肾酰化酶,证明了群体感应在菌株HF-1定植及生物强化系统建立方面起着十分重要的作用。在群体感应淬灭反应器中,检测到的3-oxo-C6-HSL低于30nmol,C6-HSL低于10nmol,3-oxo-C8-HSL低于8nmol,尚未达到菌株EPS分泌和生物膜形成的阈值,使菌株HF-1生物膜形成受抑制,不能在活性污泥中定植,进而显著降低了尼古丁和总有机碳(Total organic carbon,TOC)的去除率。(3)对环境中群体感应信号分子衰减情况进行研究,发现3-oxo-C6-HSL和3-oxo-C8-HSL信号分子较C6-HSL和N-octanoyl-homoserine lactone (Cg-HSL)稳定,其半衰期依次为1573.58h、2351.39h、43.67h和301.38h。pH、温度和盐度对信号分子的稳定性均具有较大影响；pH值中性偏碱、温度大于30℃以及盐度大于2%的环境下,信号分子不稳定。提示信号分子外源添加对于菌株HF-1生物强化作用影响不大。(4)对菌株HF-1在不同环境条件下信号分子分泌及存在情况进行分析,发现当温度为25℃,pH值为5-6,接种量为3%,尼古丁浓度为1.5g/L,NaCl含量为1%时,HF-1所分泌的N-酰基高丝氨酸内酯类物质(N-acyl-homoserine lactones, AHLs)可以达到其调控集群能力和EPS分泌的群体感应阈值。提示当控制反应器运行pH值偏酸性(pH为5-6)时有利于菌株定植,当控制反应器运行pH值偏碱性(pH为8左右)时有利于定植反应器的稳定运行。(5)根据纯菌HF-1生物膜形成的最佳环境条件,进行强化反应器运行条件的控制(控制pH为5.5左右运行3d后,维持pH为8左右运行)。对比非优化条件反应器,不仅EPS分泌、生物膜形成量大量提高,而且在反应器中形成了粒径达527μm,完整性系数为52.49士0.54%的颗粒污泥；不仅菌株HF-1尼古丁降解关键基因hsp、amo表达量提高,而且尼古丁降解能力稳定在90%以上、TOC去除率稳定在55%以上。实现了群体感应理论指导下强化反应器启动及运行的调控。