波茨坦短芽孢杆菌降解4-氯酚和苯酚的特性

作者：李啸乾; 王国英; 王慧礼; 李亚男; 葛启隆

来源：安全与环境学报, 2016, 16(06): 252-256.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2016.06.048

• 环境工程学
• 波茨坦短芽孢杆菌
• 4-氯酚
• 苯酚
• 生物降解
• 动力学

考察了波茨坦短芽孢杆菌对4-氯酚的降解特性及4-氯酚与苯酚在双底物体系中的相互作用。结果表明,波茨坦短芽孢杆菌能以4-氯酚为唯一碳源和能源,完全降解200 mg/L、250 mg/L及300 mg/L的4-氯酚所需时间分别为48 h、63 h和84 h,但该菌无法降解350 mg/L的4-氯酚,表明较高浓度的4-氯酚对细胞生长有较强的抑制作用。酶活分析表明,4-氯酚可诱导波茨坦短芽孢杆菌合成氯代邻苯二酚1,2-加氧酶并通过邻位裂解途径降解。细胞生长动力学过程符合Haldane方程,动力学参数为细胞最大比生长速μmax=0.145 h-1,半饱和系数KS=30.45 mg/L,底物抑制系数Ki=127.62 mg/L,决定系数R2=0.98。在4-氯酚和苯酚双底物降解过程中,4-氯酚的存在会抑制苯酚的降解,当4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,1 400 mg/L苯酚被完全降解耗时更长,菌体优先利用苯酚作为碳源和能源,苯酚被完全降解后大部分4-氯酚才开始被降解;苯酚对4-氯酚降解的影响体现为低浓度促进和高浓度抑制,苯酚促进时质量浓度为100300 mg/L,而苯酚质量浓度高于300 mg/L会产生抑制作用,当苯酚初始质量浓度为200 mg/L时4-氯酚降解速率最大。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述4-氯酚/苯酚双底物降解体系中细胞生长过程,苯酚对4-氯酚降解的抑制程度I1,2=1.47,4-氯酚对苯酚降解的抑制程度I2,1=2.56,决定系数R2=0.95。研究表明,4-氯酚对苯酚降解的抑制作用大于苯酚对4-氯酚。

• 单位
  太原理工大学; 环境科学与工程学院