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酚类是一类原生质的高毒物质,严重危害人类的健康与生存。含酚废水来源广泛、水质复杂、总量较大,因此必须对含酚废水进行有效处理。酚类去除的方法有物理法、化学法、物理化学法和生物降解法等,其中生物降解法以其经济、快速、高效、无二次污染等优点成为降解酚类污染物的首选对象。本研究从某化工厂污水处理池的废水污泥中分离出一株对叔丁基邻苯二酚(p-tert-Butylcatechol, TBC)高效降解菌和一株苯酚高效降解菌,并分别对降解菌进行了形态鉴定、生理生化、BIOLOG及分子鉴定,研究了其生长特性、酚类降解特性以及降解广谱性;探究了不同环境因素对降解菌降解酚类的影响,优化了菌株降解条件;初步揭示了2菌株降解酚类的降解机理。主要成果如下:(1)高效降酚菌的筛选和鉴定。在分别以TBC和苯酚为唯一碳源的无机盐培养基中,经液体富集和平板培养,并通过梯度浓度驯化筛选获得一株TBC降解菌YH1和一株苯酚降解菌YH8。对菌株YH1和YH8进行形态学观察、生理生化、BIOLOG细菌自动鉴定系统、16S rDNA和gyr B序列分析鉴定,鉴定菌株YH1为皱纹假单胞菌(Pseudomonas corrugate)以及菌株YH8为Acinetobacter guillouiae。(2)TBC高效降解菌降解特性研究。菌株YH1以TBC为唯一碳源和能源生长时,在温度为24-36℃,pH为7.0-10.0的条件下,可使浓度低于500mg·L-1的TBC降解率达到82%以上。运用单因素实验初步确定降解TBC的最适外加碳源和氮源分别为蔗糖和胰蛋白胨,最适温度为30℃,最适初始pH为7.0,最适接种量为2%。为了提高降解率,首先利用Plackett-Burman实验设计评估并筛选出影响TBC降解的3个关键因素:蔗糖、胰蛋白胨和初始pH。利用最陡爬坡实验逼近以上3个关键影响因子的最大响应区域,采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定其最优降解条件为蔗糖浓度3%(p)、胰蛋白胨浓度1.44%(p)、TBC浓度400mg/L、初始pH值8.12、接种量2.97%(φ)、温度30℃、培养时间96h,在此条件下菌株YH1对TBC的降解率可达98.21%。(3)苯酚高效降解菌降解条件优化。菌株YH8能以苯酚为唯一碳源和能源生长,在苯酚浓度低于12OOmg/L,温度为26-34℃,pH为7.0-10.0时,菌株YH8对苯酚的降解率达70%以上。在单因素实验中初步确定苯酚降解的最适外加碳源和氮源分别为山梨醇和NaN03,最适温度为30℃,最适初始pH为9.0,最适接种量为5%。利用Plackett-Burman实验设计评估并筛选出影响苯酚降解的3个关键因素为初始pH、苯酚浓度、山梨醇浓度。利用最陡爬坡实验逼近以上3个关键影响因子的最大响应区域,采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定其最优降解条件为初始pH 9.26、苯酚浓度1163.63mg/L、山梨醇浓度7.81%(p)、接种量5%((p)、NaNO3浓度2%(p)温度30℃、培养时间96h,在此条件下菌株YH8对苯酚降解率可达98.95%。(4)酚类降解机制的研究。酚类降解酶活性及酶定域实验表明,菌株YH1和YH8相关降解酶均为胞内酶,TBC可诱导菌株YH1对邻苯二酚1,2-双加氧酶(C120)的合成,而苯酚则可诱导菌株YH8合成苯酚羟化酶(LmPH)和邻苯二酚1,2-双加氧酶。通过降解酶特异性引物从菌株YH1中扩增得到C120基因片段,而菌株YH8中可扩增得到LmPH和C120基因片段。经质粒检测和消除实验发现菌株YH1和YH8的相关降解基因均位于质粒上。(5)酚类降解特性研究。降解底物广谱性实验检测发现菌株YH1可利用邻苯二酚、苯酚、TBC、二苯胺、三(羟甲基)氨基甲烷、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、五氯硝基苯为唯一碳源进行生长;菌株YH8可利用苯酚、邻苯二酚、对叔丁基邻苯二酚、二苯氨基脲、三(羟甲基)氨基甲烷、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、五氯硝基苯为唯一碳源进行生长。菌株YH1和YH8均能耐受一定浓度的重金属离子,其中Pb2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+可促进菌株YH1的生长,而Cr3+、Mn2+、Zn2+可促进菌株YH8的生长。同时,Cd2+、Hg2+、Ag+对菌株YH1和菌株YH8都有强烈的抑制作用。菌株YH1和菌株YH8的抗菌谱也较宽,都能耐受5 p.g/mL的氯霉素、氨苄青霉素、卡那霉素、红霉素、头孢噻肟钠。菌株YH1和菌株YH8均可耐受浓度为7%左右的NaCl,能适应较高渗透压环境。