寡营养条件下阿特拉津降解菌株筛选及降解途径研究

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S-三嗪类化合物代表性除草剂阿特拉津，其除草性能好且价格低廉，近几十年被广泛应用于世界各国，同时造成了土壤、地表水及地下水等的严重污染。目前国内外有关污染农田土壤和农药厂污水中农药去除的研究较多，而生物法去除饮用水原水中农药残留的研究相对较少。微生物能够利用自然水体中的碳、氮和磷等营养物质也能利用难降解的农药作为营养物质进行生长，面临微污染水体农药残留污染的挑战，利用微生物降解水体中农药残留成为解决这一问题的可行手段。
　　本课题采用SBR方法，利用人工配水（模拟微污染原水水质）对取自污水处理厂的污泥进行驯化，成功地分离出一株对阿特拉津具有明显降解效果的菌株，并加以鉴定（命名为菌3）；分别以OD600和阿特拉津降解率为考察目标，研究菌3和菌1（本课题组前期通过高浓度阿特拉津驯化获得的假单胞菌）生长影响因素的最适条件及降解特性；深入研究两株菌降解阿特拉津的途径。为工程手段去除饮用水原水中微量阿特拉津残留和微污染水体生物修复提供理论依据和技术支持。
　　本课题成功分离出对阿特拉津有较高降解效果的菌株。结合菌株生理生化特征研究和16S rRNA基因鉴定，判断其为嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophiliasp.）细菌（Genbank Accession No. KF551915）。
　　菌1和菌3生长较适pH范围分别为6～9和7～8；两株菌均在20℃～30℃生长良好；其均为好氧菌，最佳培养转速均为150 r/min；菌1和菌3能够以阿特拉津为唯一氮源，但不能利用阿特拉津中的碳源。葡萄糖、果糖、蔗糖和柠檬酸钠都能作为两株菌的碳源，菌1能够利用淀粉作为碳源但菌3不能以淀粉为碳源。两株菌可利用的氮源包括酵母粉、蛋白胨、硝酸铵、氯化铵和硝酸钾。
　　两株菌对高浓度（100 mg/L）和低浓度（0.2 mg/L）阿特拉津均有较好的降解效果；Cu2+离子抑制菌1对阿特拉津的降解，但对菌3无影响，其他微量的重金属离子（As5+、Cr3+、Cd2+和Pb2+）对两株菌降解阿特拉津的效果几乎无影响；菌1和菌3联合降解阿特拉津的降解效果与菌3单独降解阿特拉津的降解效果相似；菌1和菌3对同类S-三嗪环除草剂（西玛津）的降解率均能达到85％以上。
　　菌1和菌3均为异养消化菌，将阿特拉津降解为羟基阿特拉津、脱乙基阿特拉津和脱异丙基阿特拉津，三种中间降解产物终被矿化为氨氮、二氧化碳和水，氨氮进一步被氧化生成硝酸盐，且硝化作用主要发生在菌体停止生长后期。

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作者
孙雪莹;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科环境科学与工程
授予学位硕士
导师姓名金文标;
年度 2013
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类农用化学物质、有毒化学物质污染及其防治;环境微生物学;
关键词
阿特拉津; 寡营养; 生物降解; 菌株筛选;

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