焦化污染場(chǎng)地中萘降解菌株AO-4鑒定、生長(zhǎng)、降解機(jī)理及環(huán)境條件帶來(lái)的影響（一）
摘要：為從焦化污染場(chǎng)地中分離萘高效降解菌，采用萘作為唯一碳源，通過(guò)梯度篩選和富集培養(yǎng)獲得一株高效萘降解菌株AO-4.依據(jù)形態(tài)及16S rDNA基因序列，將其鑒定為銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa).通過(guò)PCR驗(yàn)證了菌株基因組中含有萘雙加氧酶基因(nahAC)和鄰苯二酚2，3-雙加氧酶基因(nahH)，推測(cè)該菌可能是通過(guò)水楊酸途徑對(duì)萘進(jìn)行降解.在對(duì)菌株降解特性分析中發(fā)現(xiàn)，菌株AO-4在24h對(duì)萘(400mg/L)的降解率達(dá)到97.67%，菌株的生長(zhǎng)、脫氫酶活性與萘的降解率呈正相關(guān).其次，探究了溫度、pH、萘初始濃度和菌量對(duì)菌株降解萘的影響，明確最適降解溫度為30℃、pH為5.0～7.0;在一定范圍內(nèi)，菌株降解效率隨著萘濃度和菌量的增大而提高.對(duì)該菌株降解多環(huán)芳烴(PAHs)的廣譜性測(cè)試表明，AO-4不僅能有效降解萘，而且對(duì)其他PAHs，如芴、菲、蒽和芘在單一和混合體系中均有不同程度的降解，研究結(jié)果可為PAHS污染場(chǎng)地的微生物修復(fù)提供一定的技術(shù)支持。
多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)組成的一類持久性環(huán)境污染物，主要來(lái)自于化石燃料的加工和燃燒（如煉焦、燃煤）以及生物質(zhì)和有機(jī)物的不完全燃燒。PAHs疏水性強(qiáng)、毒性大、難降解及易致癌，被很多國(guó)家列為優(yōu)先控制的對(duì)象。PAHs可在環(huán)境中四處擴(kuò)散，最初以氣態(tài)形式存在于空氣中，經(jīng)過(guò)沉降作用最終進(jìn)入土壤或水體中。吸附在土壤顆粒中的PAHs可經(jīng)農(nóng)作物富集進(jìn)入食物鏈，對(duì)人類健康構(gòu)成了巨大的威脅。此外，土壤中的PAHs還可再次進(jìn)入大氣和水體，造成二次污染。PAHs污染的一個(gè)重要來(lái)源是焦化工業(yè)，近年來(lái)，隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，大量焦化工業(yè)搬遷帶來(lái)的場(chǎng)地殘留污染問(wèn)題日益突出。因此，對(duì)焦化污染土壤中的PAHs進(jìn)行治理尤為重要。
土壤PAHs污染的修復(fù)方法主要有物理修復(fù)（如熱解吸、溶劑萃取等）、化學(xué)修復(fù)（如光催化、高級(jí)氧化等）和生物修復(fù)（如微生物修復(fù)、植物修復(fù)等），但傳統(tǒng)的物化方法具有成本高、污染物去除不徹底且易造成二次污染等弊端。近年來(lái)，生物修復(fù)尤其是微生物修復(fù)因其具有成本低、無(wú)二次污染并且可原位修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為降解PAHs污染的重要手段。通過(guò)微生物的生長(zhǎng)代謝，把PAHs同化成自身機(jī)體的組成部分或者異化成CO2和H2O，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)PAHs的降解。在降解過(guò)程中，功能菌群的篩選是微生物降解PAHs的關(guān)鍵所在。眾多研究人員分離篩選了PAHs可降解菌，如假單胞菌屬（Pseudomonas）、芽孢桿菌屬（Bacillus）、諾卡氏菌屬（Nocardia）、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、分枝桿菌屬（Mycobacterium）和產(chǎn)堿桿菌屬（Alcaligenes）等細(xì)菌，并進(jìn)一步研究了其對(duì)PAHs的降解特性。黃海英等報(bào)道了使用假單胞菌菌株在48h內(nèi)，對(duì)800mg/L萘的最大降解率為77%；Lyu等分離出來(lái)的降解菌株Novophingobium pentaromativoransUS6.1能夠降解菲、芘、苯并芘，且菌株對(duì)菲的降解在24h可達(dá)86.62%；王巖從近海的沉積物中分離得到可以高效降解菲、蒽、芘的菌群，降解率可達(dá)到91.7%。大量研究表明，從不同污染水體、土壤中分離篩選到的降解菌株有各自不同的特點(diǎn)。環(huán)境中污染物的降解與降解微生物的生態(tài)位情況密切相關(guān)，從污染區(qū)域中分離出的微生物更能有效利用相應(yīng)的污染物，對(duì)污染物的轉(zhuǎn)化效率明顯高于其他來(lái)源的微生物。
本研究基于對(duì)焦化污染場(chǎng)地中PAHs污染的原位微生物修復(fù)需求，從該焦化污染場(chǎng)地中分離出一株高效萘降解菌株AO-4，并對(duì)其進(jìn)行了鑒定，研究了菌株AO-4對(duì)萘的降解性能，評(píng)估了環(huán)境條件（溫度、pH、萘初始濃度和菌量）對(duì)菌株降解萘的影響，探討了降解機(jī)理，進(jìn)一步考察了菌株對(duì)其他PAHs芴、菲、蒽、芘在單一和混合體系中的降解能力，以期為焦化污染場(chǎng)地中PAHs的生物修復(fù)和治理提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
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