焦化污染場地中萘降解菌株AO-4鑒定、生長、降解機理及環境條件帶來的影響（一）
摘要：為從焦化污染場地中分離萘高效降解菌，采用萘作為唯一碳源，通過梯度篩選和富集培養獲得一株高效萘降解菌株AO-4.依據形態及16S rDNA基因序列，將其鑒定為銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa).通過PCR驗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)，推測該菌可能是通過水楊酸途徑對萘進行降解.在對菌株降解特性分析中發現，菌株AO-4在24h對萘(400mg/L)的降解率達到97.67%，菌株的生長、脫氫酶活性與萘的降解率呈正相關.其次，探究了溫度、pH、萘初始濃度和菌量對菌株降解萘的影響，明確最適降解溫度為30℃、pH為5.0～7.0;在一定范圍內，菌株降解效率隨著萘濃度和菌量的增大而提高.對該菌株降解多環芳烴(PAHs)的廣譜性測試表明，AO-4不僅能有效降解萘，而且對其他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，研究結果可為PAHS污染場地的微生物修復提供一定的技術支持。
多環芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是由兩個或兩個以上的苯環組成的一類持久性環境污染物，主要來自于化石燃料的加工和燃燒（如煉焦、燃煤）以及生物質和有機物的不完全燃燒。PAHs疏水性強、毒性大、難降解及易致癌，被很多國家列為優先控制的對象。PAHs可在環境中四處擴散，最初以氣態形式存在于空氣中，經過沉降作用最終進入土壤或水體中。吸附在土壤顆粒中的PAHs可經農作物富集進入食物鏈，對人類健康構成了巨大的威脅。此外，土壤中的PAHs還可再次進入大氣和水體，造成二次污染。PAHs污染的一個重要來源是焦化工業，近年來，隨著我國產業結構的變動，大量焦化工業搬遷帶來的場地殘留污染問題日益突出。因此，對焦化污染土壤中的PAHs進行治理尤為重要。
土壤PAHs污染的修復方法主要有物理修復（如熱解吸、溶劑萃取等）、化學修復（如光催化、高級氧化等）和生物修復（如微生物修復、植物修復等），但傳統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，生物修復尤其是微生物修復因其具有成本低、無二次污染并且可原位修復等優點逐漸成為降解PAHs污染的重要手段。通過微生物的生長代謝，把PAHs同化成自身機體的組成部分或者異化成CO2和H2O，最終實現對PAHs的降解。在降解過程中，功能菌群的篩選是微生物降解PAHs的關鍵所在。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）和產堿桿菌屬（Alcaligenes）等細菌，并進一步研究了其對PAHs的降解特性。黃海英等報道了使用假單胞菌菌株在48h內，對800mg/L萘的最大降解率為77%；Lyu等分離出來的降解菌株Novophingobium pentaromativoransUS6.1能夠降解菲、芘、苯并芘，且菌株對菲的降解在24h可達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。環境中污染物的降解與降解微生物的生態位情況密切相關，從污染區域中分離出的微生物更能有效利用相應的污染物，對污染物的轉化效率明顯高于其他來源的微生物。
本研究基于對焦化污染場地中PAHs污染的原位微生物修復需求，從該焦化污染場地中分離出一株高效萘降解菌株AO-4，并對其進行了鑒定，研究了菌株AO-4對萘的降解性能，評估了環境條件（溫度、pH、萘初始濃度和菌量）對菌株降解萘的影響，探討了降解機理，進一步考察了菌株對其他PAHs芴、菲、蒽、芘在單一和混合體系中的降解能力，以期為焦化污染場地中PAHs的生物修復和治理提供理論依據和技術支撐。
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