隨著石油能源的開發(fā)與利用,石油烴對地下水環(huán)境造成的污染日益嚴重。多環(huán)芳烴是一類難降解的石油烴污染物,具有分布廣泛,持久性強的特點。由于其致癌、致畸和致突變的“三致效應”,多環(huán)芳烴會對人類和其他生物造成強烈的毒害作用,給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來了極大的風險和挑戰(zhàn)。微生物修復是一種經(jīng)濟高效、環(huán)境友好、綠色可持續(xù)的有機污染物處理技術(shù),是修復環(huán)境中多環(huán)芳烴污染最具潛力的手段。本文以我國沈陽某石油烴污染場地作為研究區(qū)域,篩選出能夠在低溫、厭氧環(huán)境中降解萘的微生物群落,利用16S rRNA宏基因組測序?qū)鷮龠M行鑒定,之后對菌落理化性能進行表征,探究環(huán)境因素對其降解能力的影響,并深入探究硫酸鹽還原作用下微生物對萘的降解特性和機理。主要實驗結(jié)論如下:(1)萘降解菌的篩選鑒定及性能表征。微生物群落主要由Acinetobacter和Pseudomonas菌屬組成。萘降解菌能夠自動調(diào)節(jié)其細胞表面疏水性和自聚集性以適應萘的毒性,并且具有良好的乳化性。細菌對低濃度萘具有強耐受能力,能夠有效促進萘降解。(2)微生物降解萘的影響因素及降解動力學特征。萘降解菌的最適合菌接種濃度為5%;最適生長pH范圍為7.0~8.0,... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

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技術(shù)路線圖

第3章萘降解菌的性能及微生物降解萘的影響因素研究21能夠以萘為碳源進行生長代謝，但Acinetobacter對萘的耐受性更強，在群落中具有競爭優(yōu)勢，在萘降解過程中占據(jù)主要地位。圖3.1微生物屬水平豐度（a）篩選培養(yǎng)前（b）篩選培養(yǎng)后Fig.3.1Theabundanceofgenus(a)beforeand(b)aftercultivation計算篩選培養(yǎng)前、后Alpha多樣性指數(shù)以反映微生物群落的豐富度和多樣性，結(jié)果如表3.2所示。篩選培養(yǎng)前、后Coverage分別為0.96和0.97，證明測序結(jié)果具有可靠性。經(jīng)過篩選培養(yǎng)后，ACE和Chao1值增大，說明物種總數(shù)增加，微生物群落的豐富度增加。但是，Shannon值由3.74降低至0.67，Simpson值由0.08升高至0.84，表明篩選培養(yǎng)后微生物群落多樣性更小，均勻度更低。這是由于部分微生物對萘的毒性較為敏感，生長代謝受到極大地抑制，無法在萘環(huán)境中存活，降低了微生物群落的多樣性。這與圖3.1的分析相吻合，達到了萘降解菌篩選和富集培養(yǎng)的目的。表3.2篩選培養(yǎng)前、后Alpha多樣性指數(shù)統(tǒng)計表Table3.2AlphadiversityindexesbeforeandaftercultivationIDOTUnumCoverageACEChao1ShannonSimpsona51920.96206849.4967040.413.740.08b17870.97679207.00194617.750.670.84為了確定細菌群落中微生物之間的進化關(guān)系，本文選取了屬水平豐度前五十的OTU聚類序列作為代表性序列，運用Muscle軟件將其與數(shù)據(jù)庫序列進行多序列比對，并使用最大似然法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生進化樹。如圖3.2所示，OTU706與Acinetobacter菌屬處于相鄰進化分支末端，其他OTUAcinetobacteria序列由此進化而來；OTU540與Pseudomonas菌屬處于相鄰進化分支末端，其他OTU

第3章萘降解菌的性能及微生物降解萘的影響因素研究22Pseudomonas序列由此進化而來。此外，向上追溯幾代發(fā)現(xiàn)Pseudomonas菌屬由Acinetobacter菌屬進化而來，兩者具有親緣關(guān)系。這表明在微生物降解萘過程中，細菌群落結(jié)構(gòu)受到影響，Acinetobacter菌屬會逐漸向Pseudomonas菌屬進化。這也是細菌群落中Acinetobacter菌屬占比高于Pseudomonas菌屬的原因之一，由此可推測，在萘降解過程中Pseudomonas菌屬在微生物群落中相對豐度會逐漸增加。圖3.2屬水平系統(tǒng)發(fā)生進化樹環(huán)狀圖Fig.3.2Thephylogeneticgenuscirculartreeinthegenuslevel

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