沉積物中菲高效降解菌群的篩選鑒定及降解特性

張永敏 王天慧 王萍

（安徽工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院，馬鞍山 243002）

沉積物作為底棲生物的棲息場(chǎng)所和水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是地球化學(xué)循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)耦合的重要發(fā)生區(qū)域，是地球上各種人為源及自然源污染物的重要儲(chǔ)存庫(kù)。排入水體的持久性有機(jī)污染物大量富集在沉積物中，造成沉積物中持久性有機(jī)污染物濃度一般比上部水體高出1-2個(gè)以上的數(shù)量級(jí)［1］，并且可能會(huì)造成水體長(zhǎng)期的二次污染，這不僅給水生生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)危害，而且可通過(guò)食物鏈的傳遞對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成威脅。

多環(huán)芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是一種典型的疏水性有機(jī)污染物［2］，由兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)組成的，廣泛存在于沉積物、水體、土壤和大氣中，可通過(guò)森林火災(zāi)、火山爆發(fā)、石油泄漏、工業(yè)排放等［3］自然和人為過(guò)程釋放到周?chē)h(huán)境中。其中，菲（Phenanthrene，PHE）是一種三環(huán)PAHs，因其具有潛在致癌性、致畸性、致突變性及遺傳毒性，受到人類(lèi)廣泛關(guān)注。

PAHs的微生物修復(fù)因其經(jīng)濟(jì)、高效且無(wú)二次污染等特點(diǎn)，已成為去除環(huán)境中PAHs的理想方法和重要手段［4］。目前，研究人員已從環(huán)境中分離出多種 PAHs降解菌［5］。Kamyabi等［6］篩選出一株以芘（Pyrene，PYR）作為唯一碳源和能源的細(xì)菌菌株Basidioascus persicusEBL-C16可在21 d降解300 mg/L的PYR，降解率為89.3%。Li等［7］獲得一株白腐真菌Pycnoporus sanguineus14在14 d降解20 mg/L的PHE，降解率為45.6%。相較于單一菌株，含有不同微生物種類(lèi)的復(fù)合菌群修復(fù)效果更好，如Bacosa等［8］和 Bharatkumar等［9］富集得到的菌群對(duì)PAHs均有較高的降解率，分別是10 d 降解95%的PHE和5 d降解70.21%的PHE。這主要是由于在自然環(huán)境中，微生物修復(fù)依賴(lài)于混合菌群的協(xié)同代謝作用，一些微生物代謝降解過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物可作為其他微生物的生長(zhǎng)底物［10］，繼而更為完全的降解修復(fù)。除此之外，復(fù)合菌群適應(yīng)性更強(qiáng)、抗沖擊能力更高。

就目前而言，在微生物降解持久性有機(jī)污染物工作中，重心多放在土壤中PAHs降解菌群的富集篩選，而對(duì)河流沉積物中PAHs高效降解菌群的篩選及降解特性研究較少。基于此，本研究從受長(zhǎng)期鋼鐵企業(yè)污染的內(nèi)河河流采集表層沉積物，經(jīng)富集篩選后得到一組菲高效降解菌群，作為進(jìn)一步的生物修復(fù)資源研究菌群生物群落結(jié)構(gòu)特征，并測(cè)試在不同環(huán)境條件下降解菲的能力。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌群來(lái)源與試劑 菌群來(lái)源：從馬鞍山市內(nèi)河流六汾河（31°42'N，118°27'E）采集表層沉積物樣品，以菲作為唯一碳源進(jìn)行長(zhǎng)期馴化，后經(jīng)富集分離得到菌群。沉積物樣品經(jīng)檢測(cè)，其16種PAHs濃度在695.70 ng/g-33 830.20 ng/g之間，平均濃度為6 894.36 ng/g，組分以4環(huán)、5環(huán)為主［11］。

試劑：菲（純度＞99%）；甲醇、正己烷和丙酮均為HPLC色譜純；其他藥品均為分析純。

1.1.2 培養(yǎng)基 無(wú)機(jī)鹽液體培養(yǎng)基（g/L）［12-13］：K2HPO4·3H2O 4.25，NaH2PO4·H2O 1，NH4Cl 2，MgSO4·7H2O 0.2，F(xiàn)eSO4·7H2O 0.012，MnSO4·H2O 0.003，ZnSO4·7H2O 0.003，CoSO4·7H2O 0.001。蒸餾水1 000 mL，調(diào)pH為7。

PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基：將菲溶于丙酮中制成一定濃度，過(guò)0.22 μm濾膜除菌后加入到無(wú)機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中，待丙酮揮發(fā)完后制成PAHs培養(yǎng)基。

上述培養(yǎng)基均在121℃高溫滅菌20 min備用。

1.2 方法

1.2.1 高效降解菌群的富集分離 取表層沉積物樣品10 g加入到90 mL無(wú)菌水中，加入一定量玻璃珠在150 r/min、35℃條件下震蕩3 h。靜置2 h后取5 mL上清液加入45 mL PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，使得菲濃度為100 mg/L，于150 r/min、35℃條件進(jìn)行避光培養(yǎng)7 d。一周后取5 mL上清液加入到45 mL PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，使得菲濃度為150 mg/L。富集7次后，每次富集菲濃度增加50 mg/L，直到菲濃度到達(dá)400 mg/L。由此得到的菌液作為儲(chǔ)備菌液。

1.2.2 16S rRNA基因高通量測(cè)序高效降解菌群 16S rRNA基因高通量測(cè)序具體步驟為：儲(chǔ)備菌液經(jīng)預(yù)處理后收集菌體；按照OMEGA試劑盒E.Z.N.ATMMag-Bind Soil DNA Kit的使用說(shuō)明書(shū)提取儲(chǔ)備菌液DNA，檢測(cè)DNA完整性；利用Miseq測(cè)序平臺(tái)的V3-V4通用引物，構(gòu)建PCR反應(yīng)體系，進(jìn)行PCR擴(kuò)增。

341F引物：CCCTACACGACGCTCTTCCGATCTG（barcode）CCTACGGGNGGCWGCAG

805R引物：GACTGGAGTTCCTTGGCACCCGAG AATTCCAGACTACHVGGGTATCTAATCC

PCR結(jié)束后，PCR產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖電泳檢測(cè)；對(duì)PCR擴(kuò)增片段進(jìn)行DNA純化回收，定量混合后上機(jī)檢測(cè)測(cè)序。16S rRNA基因高通量測(cè)序工作委托上海生工生物股份有限公司完成。

16S rRNA基因高通量測(cè)序數(shù)據(jù)分析：在Miseq測(cè)序過(guò)程中含有barcode序列以及測(cè)序時(shí)加入的引物和接頭序列，對(duì)于得到的原始序列（reads）數(shù)據(jù)，首先需要去除引物接頭序列，再根據(jù)雙端測(cè)序reads之間的重疊關(guān)系，將成對(duì)的reads拼接成一條序列，然后按照barcode標(biāo)簽序列識(shí)別并區(qū)分樣品得到各樣本數(shù)據(jù)，最后對(duì)各樣本數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)控過(guò)濾，得到各樣本有效數(shù)據(jù)。將有效序列按照序列間的距離進(jìn)行聚類(lèi)，按照97%相似水平分成不同的操作單元分類(lèi)（Operational taxonomic unit，OTU），按照RDP（Ribosomal Database Project）classifier方 法 對(duì)OTU進(jìn)行物種分類(lèi)，并繪制菌群群落結(jié)構(gòu)分布圖。

1.2.3 高效降解菌群降解率 取儲(chǔ)備菌液5 mL加入到pH為7的45 mL PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，使得菲濃度為100 mg/L，以50 mL不加菌PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基為空白對(duì)照組，于150 r/min、35℃條件下進(jìn)行避光培養(yǎng)，每隔12 h進(jìn)行取樣，利用高效液相色譜測(cè)定剩余菲濃度、計(jì)算降解率，考察菌群降解能力。1.2.4 pH對(duì)高效降解菌群降解特性的影響 將PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基的pH分別調(diào)整為2、3、4、5、6、7、8、9、10和11。取儲(chǔ)備菌液5 mL分別加入到不同pH的45 mL PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，使得菲濃度為100 mg/L，以50 mL不加菌pH為7的PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基為對(duì)照組，于150 r/min、35℃條件下進(jìn)行避光培養(yǎng)，考察pH對(duì)高效降解菌群降解影響，3 d后取樣測(cè)定剩余菲濃度、計(jì)算降解率。

1.2.5 溫度對(duì)高效降解菌群降解特性的影響 取儲(chǔ)備菌液5 mL加入到pH為7的45 mL PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，使得菲濃度為100 mg/L，以50 mL不加菌PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基為對(duì)照組，分別于20、25、30、35和40℃溫度條件下以150 r/min進(jìn)行避光培養(yǎng)，考察溫度對(duì)高效降解菌群降解影響，3 d后取樣測(cè)定剩余菲濃度、計(jì)算降解率。

1.2.6 不同鹽度對(duì)高效降解菌群降解特性的影響 改變無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基鹽度、調(diào)節(jié)pH為7，取儲(chǔ)備菌液5 mL加入到45 mL鹽度分別為0%、1%、2%、3%和4%的PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，使得菲的初始濃度為100 mg/L，于150 r/min、35℃條件下進(jìn)行避光培養(yǎng)，以50 mL不加菌PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基為對(duì)照組，3 d后取樣測(cè)定剩余菲濃度、計(jì)算降解率。

1.2.7 初始濃度對(duì)高效降解菌群降解特性的影響 改變菲初始濃度，將初始濃度分別設(shè)置為200、300和400 mg/L，取儲(chǔ)備菌液5 mL加入到45 mL pH為7的上述不同濃度PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基，以50 mL不加菌PAHs無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基為對(duì)照組，于150 r/min、35℃條件下進(jìn)行避光培養(yǎng)，考察初始濃度對(duì)高效降解菌群的降解影響，于1、2、3、5和7 d取樣測(cè)定剩余菲濃度、計(jì)算降解率。

以上實(shí)驗(yàn)均設(shè)置3個(gè)平行，取值為平均值。

1.2.8 檢測(cè)方法 液體中菲的檢測(cè)：因菲難溶于水，為保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，需進(jìn)行整瓶取樣。

樣品處理：取樣后用等體積的正己烷進(jìn)行液液萃取，將上清液收集，下層液重復(fù)萃取。萃取3次后合并萃取液，在40℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，過(guò)無(wú)水硫酸鈉柱子，后氮吹至干加入10 mL甲醇進(jìn)行溶劑替換。稀釋一定倍數(shù)后4℃冰箱保存待用高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)。

HPLC檢測(cè)條件：色譜柱為C18反相色譜柱，柱溫為30℃，流動(dòng)相為甲醇∶水=90∶10，進(jìn)樣體積為20 μL，停留時(shí)間9 min，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm。

生物量的測(cè)定：取培養(yǎng)樣品5 mL，采用可見(jiàn)分光光度計(jì)在600 nm波長(zhǎng)下檢測(cè)菌群的光密度（OD600），以O(shè)D600表示生物量。

2 結(jié)果

2.1 高效降解菌群的群落結(jié)構(gòu)

經(jīng)多次富集分離，從表層沉積物中富集得到一組新型菲高效降解菌群，命名為L(zhǎng)YH-1。對(duì)菌群進(jìn)行16S rRNA基因高通量測(cè)序，得到LYH-1菌群58 783個(gè)堿基對(duì)，平均長(zhǎng)度為424.11 bp。LFH-1菌群具體群落組成及結(jié)構(gòu)分布如表1和圖1所示。

在目層面上，LFH-1菌群主要含有Burkholderiales（87.9%）、Pseudomonadales（8.86%）、Rhizobiales（1.86%）、Xanthomonadales（0.79%）等菌株種類(lèi)。此外，亦含有一些所占比例較少的菌株種類(lèi) 如 Clostridiales、Candidatus Brocadiales、Flavobacteriale等。

在屬水平上，LFH-1菌群主要包括硝基黃桿菌（Diaphorobacter）83.35%、假單胞桿菌屬（Pseudomonas）7.46%、反硝化卡斯特蘭尼氏菌（Castellaniella）1.67%、水微菌屬（Aquamicrobium）1.65%、無(wú)色桿菌（Achromobacter）0.68%，嗜麥芽窄食單胞菌屬（Stenotrophomonas）0.39%、熱單胞菌屬（Thermomonas）0.34%、不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter）0.16%和嗜氮根瘤菌屬（Azorhizophilus）0.13%。

表1 order水平LFH-1菌群所含堿基對(duì)及所占比例

圖1 genus水平LFH-1菌群群落結(jié)構(gòu)分布圖

2.2 高效降解菌群降解率

LFH-1菌群降解率如圖2所示。從圖2可得知LFH-1菌群對(duì)菲有高效降解效果，于60 h降解率可達(dá)到95.78%。菌群接種后幾乎沒(méi)有滯后期，肉眼可見(jiàn)菲含量降低、培養(yǎng)基顏色由透明色轉(zhuǎn)變?yōu)橥咙S色澄清狀且伴有絮狀生物膜產(chǎn)生（圖3）。在48 h時(shí)，LFH-1菌群生物量達(dá)到頂峰，此時(shí)菲降解率可達(dá)到84.86%。在48 h過(guò)后，菌群生物量有稍許下降，但降解率未受生物量降低影響，依舊緩慢升高。于84h可將菲降解至不可檢測(cè)水平。

圖2 LFH-1菌群降解率

圖3 菌群初接種（左）及培養(yǎng)3 d后（右）無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基表觀變化

2.3 高效降解菌群降解特性

2.3.1 pH對(duì)降解菌群降解效率影響 pH對(duì)降解菌群降解效率影響如圖4所示。

圖4 pH對(duì)菌群降解效率影響

結(jié)果表明，LFH-1菌群能在pH4-11之間生長(zhǎng)，體現(xiàn)出LFH-1菌群廣泛的pH適應(yīng)范圍，同時(shí)，LFH-1菌群在pH5-11之間降解率均能達(dá)到98%以上，且更適合弱堿環(huán)境。當(dāng)pH為2-3時(shí)，LFH-1菌群降解率在30%以下，菌群生長(zhǎng)量不足0.05，近乎未生長(zhǎng)。當(dāng)pH為4時(shí)，LFH-1菌群降解率可達(dá)到55%左右，菌群開(kāi)始緩慢生長(zhǎng)。對(duì)培養(yǎng)3 d的培養(yǎng)基重新測(cè)定pH，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基pH保持在6.44-7.33之間，培養(yǎng)基pH發(fā)生較大改變。

2.3.2 溫度對(duì)降解菌群降解效率影響 溫度對(duì)降解菌群降解效率影響如圖5所示。

圖5 溫度對(duì)LFH-1菌群降解效率影響

從圖5可以看出，LFH-1菌群在20-40℃均能生長(zhǎng)，且在35℃降解效果最好。就降解率而言，菌群在20-35℃降解率逐步增大，在35℃降解率達(dá)到98.61%，近乎完全降解菲，而在40℃時(shí)，降解率急劇式下降僅有20.94%，

2.3.3 不同鹽度對(duì)高效降解菌群降解特性的影響 鹽度對(duì)菌群降解效果影響如圖6所示。由圖6可以看出，在鹽度為0-4%的范圍內(nèi)，LFH-1菌群降解率與菌群生長(zhǎng)量均隨著鹽度的增加而下降。當(dāng)鹽度為0%時(shí)，LFH-1菌群降解效率最高，可近乎完全降解菲；當(dāng)鹽度為1%時(shí)，LFH-1菌群降解效率影響不大，降解率可達(dá)到97.26%；當(dāng)鹽度為2%時(shí)，LFH-1菌群降解急劇式下降，降解率僅為51.75%，菌群生長(zhǎng)量也僅為0.127；當(dāng)鹽度為3%和4%時(shí)，菌群降解率降至較低水平。

2.3.4 菲初始濃度對(duì)降解效率影響 改變菲初始濃度，探究菲初始濃度對(duì)LFH-1菌群降解效率影響，結(jié)果如圖7所示。從圖7可知，LFH-1菌群整體降解趨勢(shì)為平緩至增大后穩(wěn)定狀態(tài)。在接種初期，LFH-1菌群均存在一個(gè)緩沖期，隨著濃度的增大，緩沖期適當(dāng)延長(zhǎng)。LFH-1菌群可降解濃度為400 mg/L的菲，在第7天，剩余菲濃度為14.55 mg/L，降解率達(dá)96.36%。圖7表明，LFH-1菌群不僅高效降解菲，且能在較高菲濃度范圍內(nèi)正常生長(zhǎng)，表明LFH-1菌群有較廣的濃度適應(yīng)范圍。

圖6 鹽度對(duì)LFH-1菌群降解效果的影響

圖7 初始濃度對(duì)LFH-1菌群降解效果的影響

3 討論

本研究通過(guò)多次富集分離從長(zhǎng)期受鋼鐵企業(yè)污染的河流沉積物中得到一組新型好氧微生物菌群，經(jīng)16S rRNA基因高通量測(cè)序發(fā)現(xiàn)LFH-1菌群群落結(jié)構(gòu)組成新穎，其中優(yōu)勢(shì)菌種Diaphorobactersp.在多環(huán)芳烴降解方面鮮有報(bào)道。Klankeo等［14］發(fā)現(xiàn)Diaphorobactersp.對(duì)多環(huán)芳烴有降解能力，能在16 d內(nèi)降解99%的100 mg/L的PYR，且能在8 d內(nèi)完全降解100 mg/L的PHE，表現(xiàn)出Diaphorobactersp.對(duì)多環(huán)芳烴的降解性。多數(shù)研究認(rèn)為Diaphorobactersp.對(duì)苯酚類(lèi)有一定的降解能力，段佩玲等［15］篩選出一株以苯酚為唯一碳源的Diaphorobactersp.，能在苯酚濃度為4 g/L環(huán)境中生長(zhǎng)，通過(guò)鄰苯二酚-2，3-加氧酶基因進(jìn)行代謝。Yang等［16］富集篩選出一株Diaphorobactersp.，命名為T(mén)PD-1，該菌株可將50 mg/L三唑磷和PHT完全降解至不可檢測(cè)水平。

除Diaphorobactersp.外，LFH-1菌群也含有Pseudomonassp.。較Diaphorobactersp.而言，已有大量的研究表明Pseudomonassp.對(duì)多環(huán)芳烴具有降解能力。Kuppusamy等［17］篩選出一株P(guān)seudomonassp.，能夠降解3環(huán)至5環(huán)多環(huán)芳烴。Ma［18］及Chebbi等［19］也篩選出Pseudomonassp.可降解菲、芘等多環(huán)芳烴。對(duì)于Castellaniellasp.與Aquamicrobiumsp.報(bào)道較少：Castellaniellasp.多數(shù)是從水及海水中篩選，常用于海洋中石油烴的降解；Aquamicrobiumsp.多數(shù)從水、土壤中篩選，常用于硝基苯降解。結(jié)合菌群群落結(jié)構(gòu)組成及各個(gè)菌株主要用途，發(fā)現(xiàn)占據(jù)成分較多的菌株多是對(duì)菲有直接降解能力的，而含量較少的菌株多是對(duì)環(huán)數(shù)較少的苯系物或烴系物的降解，即以菲的中間產(chǎn)物作為主要降解目標(biāo)物，體現(xiàn)出混合菌群的協(xié)同代謝作用。

LFH-1菌群降解實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)菲有著高效降解能力，對(duì)比其他研究（表2），LFH-1菌群所表現(xiàn)的降解能力可為后續(xù)菲污染水體或土壤提供微生物修復(fù)新的種質(zhì)選擇。

表2 不同菌群對(duì)多環(huán)芳烴降解效果對(duì)比

LFH-1菌群生長(zhǎng)和降解特性實(shí)驗(yàn)表明該菌群具有廣泛的pH適應(yīng)范圍，此研究結(jié)果與 Patel等［25］研究結(jié)果相似，除此之外菌群更適應(yīng)堿性脅迫可能是因?yàn)槌练e物中pH值和氧化還原電位是控制多環(huán)芳烴降解的兩個(gè)重要參數(shù)，在好氧的情況下，弱堿環(huán)境更適合多環(huán)芳烴礦化［26］。對(duì)培養(yǎng)3 d培養(yǎng)基測(cè)定pH，發(fā)現(xiàn)pH值維持在中性附近，是因?yàn)槲⑸锉旧砭哂幸欢ǖ恼{(diào)節(jié)pH值的能力，使得pH值處于比較適宜的狀態(tài)?；诖?，推測(cè)LFH-1菌群有廣泛的pH生長(zhǎng)范圍是由于菌群內(nèi)部各微生物互相調(diào)節(jié)，使得環(huán)境更適應(yīng)生長(zhǎng)，繼而達(dá)到高效降解效果。對(duì)于溫度影響，菌群在高溫情況下生長(zhǎng)及降解能力欠佳，引起這一現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)闇囟冗^(guò)高，引起酶活性降低，導(dǎo)致降解下降。研究表明［27-28］，細(xì)菌降解菲主要是在雙加氧酶、脫氫酶及其他各種酶的作用下進(jìn)行開(kāi)環(huán)、脫氫。經(jīng)過(guò)復(fù)雜的開(kāi)環(huán)過(guò)程，最終被降解為CO2和H2O。鹽度是影響降解菌群降解效果的關(guān)鍵因素之一，鹽度過(guò)高細(xì)菌可能會(huì)脫水進(jìn)入休眠期［29］。LFH-1菌群可耐受0-2%的鹽度，在實(shí)際應(yīng)用中可耐受較高的鹽含量，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

針對(duì)不同初始濃度影響，建立Monod模型［30-31］，對(duì)菌群進(jìn)行降解反應(yīng)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模擬。動(dòng)力學(xué)方程式經(jīng)推導(dǎo)為：

式中：c為污染物濃度，mg/L；為反應(yīng)時(shí)間，d；K為降解速率常數(shù)。

當(dāng)污染物濃度降解到一半時(shí)，所需要的時(shí)間稱(chēng)之為半衰期。對(duì)于一級(jí)反應(yīng)而言：

式中，K為降解速率常數(shù)。

利用公式1和公式2 對(duì)一組菌群進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬，模擬結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 LFH-1菌群對(duì)菲的降解動(dòng)力學(xué)方程及參數(shù)

結(jié)果表明，當(dāng)濃度范圍為200 mg/L-400 mg/L時(shí)，LFH-1菌群半衰期在1-44 h之間，并隨著初始濃度的增加，降解速率逐漸下降。當(dāng)降解濃度為200 mg/L時(shí)，半衰期僅為13.01 h，降解速率最快，半衰期最短?；谀壳八龅墓ぷ鳎瑢?duì)后期研究進(jìn)行展望：探究菌群如何協(xié)同作用，降解途徑的判斷；篩選高效單一菌株并結(jié)合固定化技術(shù)進(jìn)行多環(huán)芳烴生物修復(fù)。

4 結(jié)論

從長(zhǎng)期受鋼鐵企業(yè)污染河流中沉積物富集出一組新型菲高效降解菌群，命名為L(zhǎng)FH-1。利用16S rRNA基因高通量測(cè)序?qū)FH-1菌群進(jìn)行微生物種類(lèi)分析，結(jié)果表明LFH-1菌群主要包括硝基黃桿菌（Diaphorobacter）83.35%，假單胞桿菌屬（Pseudomonas）7.46%，反硝化卡斯特蘭尼氏菌（Castellaniella）1.67%，水微菌屬（Aquamicrobium）1.65%，無(wú)色桿菌（Achromobacter）0.68%，嗜麥芽窄食單胞菌屬（Stenotrophomonas）0.39%，熱單胞菌屬（Thermomonas）0.34%，不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter）0.16%，嗜氮根瘤菌屬（Azorhizophilus）0.13%。

富集分離出的LFH-1降解菌群在接種量為10%、pH7、溫度為35℃、150 r/min、初始菲濃度為100 mg/L的條件下48 h內(nèi)菌群生長(zhǎng)量達(dá)到頂峰，此時(shí)菲降解率為84.86%；在60 h，菲降解率達(dá)到95.78%；在84 h，近乎完全降解菲，降解達(dá)到平衡。

LFH-1菌群生長(zhǎng)和降解特性實(shí)驗(yàn)表明：菌群可在pH為5-11范圍內(nèi)生長(zhǎng)且保持較高的降解率；菌群最適溫度為35℃，當(dāng)溫度為40℃時(shí)，降解率降至較低水平；鹽度為1%時(shí)對(duì)菌群影響較小，降解率依舊保持在97.26%；菌群可耐受初始濃度為400mg/L的菲，對(duì)不同初始濃度降解曲線(xiàn)進(jìn)行分析，LFH-1菌群降解規(guī)律基本符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，當(dāng)濃度范圍為200 mg/L-400 mg/L時(shí)，LFH-1菌群降解半衰期在13-44 h之間。