红蓼种子及其根际微生物对水体中苯酚的净化作用研究

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苯酚(俗称石碳酸,C6H5OH)作为一种高毒类物质,排放到环境中会污染水体导致鱼类及周边植物的死亡,甚至影响人类健康,目前已被多国列入重点污染物名单。为更好的利用植物-微生物联合修复技术对污染水域进行治理,本文以对苯酚耐受性较高的景观水生植物红蓼(Polygonum orientale Linn.)为出发点,研究了不同质量浓度苯酚对红蓼种子和幼苗萌发的影响;从红蓼根际微生物中分离纯化出了产漆酶降解苯酚的真菌并对其进行了鉴定;分析了不同菌龄、不同pH、不同苯酚初始浓度对该菌降解苯酚能力的影响以及红蓼幼苗和该菌联用的效果。具体结果如下所示:(1)质量浓度大于5 mg/L的苯酚对红蓼种子的萌发及幼苗的生长均有一定损害,但红蓼可以通过自身调节抵御苯酚毒害,其种子可以在低于160 mg/L的含酚水环境中正常萌发,幼苗可以在低于80 mg/L的含酚水环境中正常生长。此外,当苯酚质量浓度为5 mg/L时,对红蓼种子萌发及幼苗苗长的生长有一定促进作用。(2)对自然生长在汾河太原段的红蓼根际微生物进行分离纯化,筛选出两株能够降解苯酚的产漆酶真菌,编号为菌株YYR7和菌株YYR29。其中菌株YYR7所产漆酶酶活较大,达到1.91 U/L。通过形态学和分子生物学实验手段对其进行鉴定,并使用邻接法(Neighbor-Joining,NJ)、贝叶斯法(Bayesian)、最大似然法(Maximum likelihood,ML)构建系统发育树,最终鉴定菌株YYR7为Talaromyces verruculosus。(3)以菌株YYR7为目的菌,分析不同菌龄、不同pH环境、不同苯酚初始浓度对该菌降解苯酚能力的影响。结果显示,菌龄为2 d的菌株YYR7降解苯酚的能力最强,能在两天内完成300 mg/L苯酚的降解;菌株YYR7可以在pH为4.57.0之间正常生长并降解苯酚,降解苯酚的最适pH范围为4.55.5;菌株YYR7对苯酚的最大耐受范围在700 mg/L到800 mg/L之间,低于600 mg/L的苯酚溶液均可在4天内完成苯酚的降解。(4)采用菌液浸种法使红蓼幼苗与菌株YYR7联用,降解160 mg/L的苯酚。结果显示,第20天时,加菌组的苯酚降解率是未加菌组的1.85倍;在第30天时,两组的苯酚降解率均达到了95%以上。虽然未加菌组的红蓼幼苗在30天内也基本完成了160mg/L苯酚的降解,但通过形态指标和生理指标的分析可以明显发现未加菌组的红蓼幼苗受到了苯酚的毒害,而加菌组的红蓼幼苗在30天内不仅基本没有受到苯酚的毒害,还以更快的速度完成了苯酚降解。综上,在一定苯酚质量浓度范围内,红蓼可作为一种良好的植物修复材料应用于水体中苯酚的处理。产漆酶菌株YYR7具有良好的降解苯酚性能,可以和红蓼协同生长,将两者联用可以提高苯酚降解效率,是一种新型修复污染水体的植物-微生物联合使用的生物修复技术。
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