【摘要】：多環(huán)芳烴(PAHs)是廣泛分布于環(huán)境中的一類典型的持久性有機(jī)污染物,具有生物富集性及致癌、致畸、致突變的毒性,危及生態(tài)環(huán)境及人體健康。因此,環(huán)境中PAHs的污染修復(fù)引起了人們的廣泛關(guān)注。研究表明,微生物修復(fù)是消除環(huán)境中PAHs的主要途徑之一。鑒于此,全面深入了解PAHs的微生物修復(fù)機(jī)理對于實(shí)際環(huán)境中PAHs的微生物修復(fù)具有重要意義。本論文以環(huán)境中常見的多環(huán)芳烴菲為目標(biāo)污染物,以篩選分離到的菲高效降解細(xì)菌Massilia sp.WF1和有機(jī)污染物降解模式真菌Phanerochaete chrysosporium(P.chrysosporium)為研究對象,探究了(1)這兩株菌對菲的降解和吸附作用以及菲的跨膜運(yùn)輸機(jī)理,(2)P.chrysosporium及其化學(xué)改性的菌體對菲的吸附特性,(3)WF1-P.chrysosporium共培養(yǎng)體系在土壤菲消散過程中的協(xié)同作用,(4)P.chrysosporium菌絲對PAHs降解細(xì)菌的遷移機(jī)制等內(nèi)容。主要的研究結(jié)果如下:(1)WF1比P.chrysosporium具有更強(qiáng)的菲降解能力,但P.chrysosporium比WF1具有更強(qiáng)的菲吸附能力。對于WF1,擬合的菲從溶液運(yùn)輸?shù)桨麅?nèi)的速率常數(shù)(KinS/Vout)大于從胞內(nèi)外排到溶液的速率常數(shù)(KoutS/Vin),而P.chrysosporium則相反。另外,WF1的菲胞內(nèi)(Kdin)和胞外(Kdout)消散速率常數(shù)均高于P.chrysosporium的對應(yīng)參數(shù)。此外,在4℃、添加疊氮化納、秋水仙堿和細(xì)胞松弛素B的抑制處理下菲仍可通過被動(dòng)跨膜運(yùn)輸作用進(jìn)入WF1和P.chrysosporium胞內(nèi)。(2)通過元素分析、傅里葉紅外(FTIR)和X射線光電子能譜(XPS)分析發(fā)現(xiàn),原始菌體(S0)與經(jīng)過氨基甲基化(S1)、羥基乙�；�(S2)、去脂處理(S3)、羧基酯化(S4)和堿解處理(S5)的5種化學(xué)改性菌體的表面含有豐富的官能團(tuán)及芳香類物質(zhì)。另外,原始菌體對菲的吸附等溫線為線性,而改性菌體則為非線性。各菌體對菲的吸附符合偽二級動(dòng)力學(xué)模型,吸附能力大小為:S5S0S2S1S3S4。此外,菌體對具有平面結(jié)構(gòu)菲的吸附主要通過π-π作用和EDA作用且該吸附過程屬于自發(fā)的、放熱的反應(yīng)。(3)添加的WF1以及土著微生物對不滅菌土中菲的降解均有作用,且在土壤菲降解過程中RHDα-GP和nidA基因相對豐度有所增加。而在添加菲的滅菌土Ⅲ中,添加的WF1對菲的降解作用大于P.chryoporium,WF1-P.chryoporium共培養(yǎng)體系下菲降解效果最好。此外,菌體遷移后回添菲的降解實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了WF1-P.chryoporium共培養(yǎng)體系在土壤中菲修復(fù)中的協(xié)同作用。(4)通過瓊脂塊模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),疏水性P.chrysosporium菌絲對親水性細(xì)菌WF1和疏水性細(xì)菌WY10均有遷移。相對于WY10,WF1菌株具有鞭毛和三型分泌系統(tǒng)(TTSS),且菌絲與WF1間的交互作用能變值更小,交互作用力(毛細(xì)管作用力、范德華作用力和交聯(lián)作用力)更大。因此,菌絲與WF1之間的粘附作用更強(qiáng),菌絲對WF1的遷移效果更好。
【圖文】：

理分布圖（圖１．２），從圖中不難發(fā)現(xiàn)在一些發(fā)展較好的地區(qū)如巧國東部，．尤其是逡逑謝海灣、長江五角洲Ｌ義及珠江王角洲周圍省份的ＰＡＨｓ排放量相對較高；另外，逡逑四川東部的排放量化很高，這可能跟當(dāng)化的氣候和地形有關(guān)（張彥化，２０１０）。逡逑相比之下，我國西部魯份的ＰＡＨｓ排放量要比東部低一個(gè)數(shù)量級，特別是西藏、逡逑新疆、青海和內(nèi)蒙古的排放量最低，這可能與當(dāng)?shù)剌^低的人口密度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)逡逑展水平有關(guān)（Ｍａ等，２０１５）。逡逑

和邋Ｋａｕｓｈｉｋ，２００９；邋Ｗａｎｇ邋等，２００９；邋Ｃｈｅｎ邋等，２０１０；邋Ｚｅｎｇ邋等，２０１０；邋Ｘｕ邋等，逡逑２０１３）。目前，對于微生物降解ＰＡＨｓ機(jī)制的研究主要集中在細(xì)菌、真菌上，這逡逑兩類微生物對ＰＡＨｓ的代謝機(jī)制己比較明確，如圖１．３所示（Ｃｅｍｉｇｌｉａ，邋１９９２）。逡逑其中，細(xì)菌、真菌對ＰＡＨｓ的好氧降解主要包括王種不同的酶學(xué)機(jī)制：第一種是逡逑芳環(huán)被雙加氧酶氧化，這是原核微生物所特有的一種降解方式，在降解過程中，逡逑微生物能夠Ｗ邋ＰＡＨｓ邋（四環(huán)及四環(huán)ＬN(yùn)B下的ＰＡＨｓ）作為唯一碳源和能源，還可Ｗ共逡逑代謝的方式對ＰＡＨｓ邋（５環(huán)及５環(huán)Ｗ上的高環(huán)ＰＡＨｓ）進(jìn)行降解；第二種是芳環(huán)被逡逑木質(zhì)素降解真菌（如白腐真菌）分泌的漆酶、木質(zhì)素過氧化物梅和猛過氧化物疇逡逑所氧化，這種降解過程通常需要共代謝來實(shí)現(xiàn)；第王種是芳環(huán)被細(xì)胞色素Ｐ４５０逡逑單加氧酶氧化，在原核和真核生物中均能出現(xiàn)，通常與生物的解椝及形成的代謝逡逑產(chǎn)物的泌出有關(guān)，，該途徑往往并不能使ＰＡＨｓ完全礦化（Ｂａｍ化ｒｔｈ和Ｓｉｎｇｌｅｔｏｎ，逡逑２００５；邋Ｈａｒｉｔａｓｈ邋和邋Ｋａｕｓｈｉｋ，邋２００９；邋Ｏｒｔｅｇａ－Ｃａｌｖｏ邋等，２０１３）
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X172;X592

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本文編號(hào)：2567102