多氯联苯(Polychlorinated biphenyls, PCBs)具有高毒性、致癌性、持久性和生物积累性,已经引起了全球性的环境和健康问题。微生物修复技术可以弥补传统物化技术修复PCBs污染土壤的不足,是一种绿色经济、富有发展前景的修复技术。
本论文从受PCBs污染的土壤和河流底泥中驯化得到微生物混合培养体,并筛选出高效降解菌；研究混合培养体和降解菌降解水相中联苯和多氯联苯的规律；并进行PCBs污染土壤实验室模拟降解研究和野外试验,考察外源微生物对土壤中对多氯联苯降解过程的影响,为PCBs污染场地的生物修复提供理论依据和野外应用经验。主要研究结果如下：
(1)建立了基于破坏性采样、液液萃取及GC-MS、GC-ECD测定的微生物降解溶液体系中联苯和多氯联苯的测定方法,方法加标回收率分别为89.3%-97.7%、91.8%-105.9%。
(2)筛选得到一株联苯和多氯联苯降解菌,根据形态学、生理生化和碳源利用特性分析及16S rRNA分析鉴定为飞鱼鞘氨醇菌(Sphingobium fuliginis),命名为HC3(在Genebank中的登录号为KC747727)。HC3能够在48h内完全降解100mg/L的联苯,降解的最适pH为6.0-7.0,最适温度30℃。
(3)驯化富集得到一种较为稳定的联苯和多氯联苯降解混合培养体BP-Y。其在联苯降解过程中产生黄色中间产物2-羟基-6-氧-6-苯基-2,4-己二烯酸(2-hydroxy-6-ox-6-enylhexa-2,4-dienoate, HOPDA), pH值为6.2时紫外-可见波谱扫描在340nm处有最大吸收峰。BP-Y可在36h内将100mg/L的联苯完全降解。
(4) Sphingobium fuliginis HC3和混合培养体BP-Y对PCBs商业混合物Aroclor1242具有较高的降解能力。Aroclor1242初始浓度为10mg/L时,HC3和混合培养体BP-Y对二氯代PCBs120h内的降解率分别为70.9%和97.9%,对三氯代PCBs120h内的降解率分别为81.5%和78.7%,对四氯代PCBs120h内的降解率分别为83.3%和39.3%,低氯代PCBs降解趋势明显,降解的最大量发生在最初的24小时内。菌株HC3和混合培养体BP-Y对高氯代PCBs没有明显的降解趋势。
(5)菌株HC3和混合培养体BP-Y在实验室模拟PCBs污染土壤降解实验中对多氯联苯总量5d的降解率为28.1%和29.1%,10d的降解率为45.4%和59.2%,降解效果显著。菌株HC3和混合培养体BP-Y在野外实际PCBs污染土壤降解实验中对多氯联苯总量5d内的降解率为16.8%和12.6%,10d内的降解率为21.3%和28.7%,而无菌添加对照组10d的降解率仅为11.8%,加菌实验组的降解率比不加菌的对照组提高了一倍。菌株HC3和混合培养体BP-Y均具有较好的PCBs污染土壤修复应用潜力。
