论文部分内容阅读
双酚F（BPF）是一种用于合成工业产品的单体,这些产品的广泛使用,造成BPF在地下水、沉积物和土壤等厌氧环境中均有检出。由于BPF具有内分泌干扰毒性、遗传毒性、神经毒性和细胞毒性,对生态环境及人体健康存在较大的潜在危害,因此,释放到环境中的BPF亟需得到有效处理;同时,BPF在环境中的厌氧生物转化十分缓慢。为揭示BPF的厌氧归趋及提高BPF的厌氧生物转化效率,本文以硝酸盐为电子受体,研究了Pseudomonas sp.HS-2厌氧转化双酚F的特性,并进行了转录组学分析;在此基础上,研究了醌改性氧化石墨烯对BPF厌氧转化的加速影响。菌株HS-2在以硝酸盐为电子受体时,能够将BPF转化为4,4-二羟基二苯基甲酮。初始BPF浓度为20 mg/L时,菌株HS-2厌氧转化BPF的最适培养条件为:5 mM硝酸盐,pH=7和温度35°C。转录组测序结果发现,BPF厌氧转化过程中有493个差异基因表达上调,71个差异基因表达下调。在上调基因中,编码乙醇脱氢酶、酰基辅酶A转移与合成、细胞色素b及NAD（P）H脱氢酶等酶的基因可能参与了BPF的厌氧转化过程;同时在此过程中编码ABC转运蛋白、孔蛋白及外膜蛋白等参与物质运输的基因,编码趋药性蛋白、普通应激蛋白基因、超氧化物歧化酶及硫氧还蛋白等与应激反应相关的基因均有上调表达。并且与能量产生相关的基因也有上调表达。在最适条件下,蒽醌,1-氨基蒽醌,2-氨基蒽醌,2-羟基蒽醌这四种疏水性蒽醌类化合物均能促进BPF厌氧转化,且2-氨基蒽醌促进作用最明显,当2-氨基蒽醌浓度为20 mg/L时,准一级反应速率常数为2.9×10-22 h-1,比不加2-氨基蒽醌体系(2.1×10-22 h-1)提高了37.1%;菌株HS-2不能以2-氨基蒽醌为最终电子受体厌氧转化BPF。在上述条件下,氧化石墨烯（GO）也能促进BPF厌氧生物转化。当GO浓度在20 mg/L时,准一级反应速率常数为3.2×10-2h-1,比不加GO提高了58.8%。2-氨基蒽醌改性氧化石墨烯（AQ-GO）复合材料中AQ与GO的质量比为1:4时,对BPF厌氧转化促进效果最好,且当AQ-GO（1:4）浓度为30 mg/L时,促进作用最大,准一级反应速率常数k达到8.5×10-22 h-1,比不加AQ-GO材料(2.1×10-22 h-1)提高了3.1倍。进一步分析表明,当AQ-GO浓度为15 mg/L时,其强化BPF厌氧转化的作用大于AQ与GO单独作用之和,即表明AQ与GO之间协同作用的发生。