论文部分内容阅读
硝基苯(nitrobenzene,简称NB)是一种重要的化工原料和中间体,广泛用于生产苯胺、染料、炸药、塑料、医药、农药和溶剂等。由于硝基苯具有高毒性和难生物降解性,其大量使用和排放会对人体健康及生态安全产生严重威胁。因此对其降解研究受到人们的普遍关注。现已证实硝基苯能被微生物降解,并且对微生物燃料电池降解硝基苯研究做了初步探索,但是人们更倾向于利用传统的微生物方法来处理硝基苯废水。好氧生物法可直接矿化硝基苯,已成为处理硝基苯废水较为理想的方法,且已分离得到多种硝基苯降解菌株,包括细菌,放线菌,白腐菌和酵母菌。此外,大量的研究主要集中在分解代谢途径和微生物的生长条件,而对高盐条件下硝基苯降解研究的较少。然而硝基苯工业废水通常含有苯胺,苯酚等有毒污染物和大量的无机盐。这些物质的存在可以使微生物生长受抑制甚至丧失降解能力。因此,在高盐条件下筛选出对硝基苯具有高效降解能力的菌株并考察苯胺、苯酚存在下的降解潜能具有重要的现实意义。本文从东北制药总厂曝气池污泥中分离、筛选得到22株高盐条件下以硝基苯为唯一碳源的降解菌株,对22株菌进行降解性能研究发现,其中6株菌对硝基苯具有较强的降解能力,分别为N1、N3、N6、N14、N17和N18。菌株复筛实验可知菌株N18为耐盐硝基苯高效降解菌,经个体形态特征、生理生化鉴定、全细胞脂肪酸组分分析以及16S rRNA基因测序分析鉴定N18为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)。目前虽有蜡样芽胞杆菌以硝基酚类化合物作为唯一碳源和能源生长的相关报道,但蜡样芽胞杆菌降解硝基苯却是首次报道,因此具有重要的意义。菌株N18的生长和降解性能试验表明,菌株降解硝基苯的最适接种量为10%,最适温度为30℃,最佳pH值为7;最佳降解条件下,当硝基苯初始浓度为200mg/L时菌株72h降解率达72.70%。在盐度为1%-3%时,硝基苯降解率基本不变,盐度继续增加降解率下降,但在盐度为10%时仍能降解硝基苯,为中度耐盐细菌。添加葡萄糖和乙酸钠作为辅助碳源对菌株降解硝基苯起到了共代谢作用,降解率分别由72.70%提高到82.62%和79.25%。当150mg/L的苯酚和200mg/L的硝基苯共存或75mg/L的苯胺与200mg/L的硝基苯共存时,菌株N18仍能有效降解硝基苯。菌株N18对硝基苯的耐受浓度可达400mg/L。这对耐盐细菌在传统的生物处理和修复系统中应用具有良好的指导意义。在1%和3%盐度条件下,菌株N18对硝基苯的降解动力学符合典型的底物抑制模型。1%盐度时,菌株N18的模型参数为:μmax=1.61132,Ks=48.5376,Ki=93.39571,R~2=0.98138。3%盐度时,菌株N18的动力学参数为:μmax=1.47182,Ks=42.67817,Ki=101.28224,R2=0.9814。