2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、多環(huán)芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一類典型的持久性有機(jī)污染物,具有高毒性、高生物富集性和難以降解等特點。PAHs污染環(huán)境的修復(fù)一直是環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點,其中微生物修復(fù)因具有成本低、無二次污染等優(yōu)勢而具有較大的應(yīng)用潛力。自然界中存在著豐富的降解菌源,但在PAHs污染點,由于污染物分布不均及傳質(zhì)效率低等局限,進(jìn)化成高效PAHs降解菌需要漫長的過程。本論文以高濃度的菲和芘為外界環(huán)境

2、壓力,從化工廠處理污水的活性污泥中篩選高效降解菌,監(jiān)測菲或芘選擇壓力下菌群組成及對PAHs降解能力的動態(tài)變化,從中獲得了兩個能以菲或芘為唯一生長底物的高效PAHs降解菌群。從中分別挑選出兩株高效降解菌株,對其降解機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)研究。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
  1.分別采用4g/L的菲和芘為唯一碳源,經(jīng)過10次傳代馴化培養(yǎng),從活性污泥中獲得了組成和降解性能相對穩(wěn)定的兩個高效PAHs降解菌群,分別被命名為菲菌和芘菌。在傳代馴化

3、過程中,采用PCR-DGGE監(jiān)測菌群組成的動態(tài)變化,結(jié)果顯示最初的污泥樣品中含有豐富的菌群,但在高濃度菲或芘的持續(xù)環(huán)境壓力下,隨著馴化代數(shù)的增加,菌群的數(shù)量逐漸減少,組成變得相對穩(wěn)定。菲菌和芘菌馴化的難度和菌群的組成及PAHs降解能力均有很大差別。第一代菲菌的馴化僅用了5-7天,而第一代芘菌的馴化用了近1個月的時間;在菌群的組成上,菲菌主要由Acidovorax sp.、Pandoraea sp.、Pseudomonassp.和Ente

4、robacter sp.等組成。而芘菌主要由Achromobacter sp.、Empedobacter sp.和Pseudomonas sp.等組成。在PAHs的降解能力上,芘菌對高環(huán)PAHs的降解能力優(yōu)于菲菌,對等濃度的16種PAHs,7天內(nèi),芘菌能夠降解其中的11種,其中對萘、二氫苊、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘8種PAHs的降解率為100%,對苯并(a)蒽的降解率為36%,屈的降解率為29%,苯并芘的降解率為13%;而菲菌在相同降解

5、條件下,對其中的10種有降解能力,對萘、二氫苊、苊、芴、菲5種PAHs的降解率為100%,蒽的降解率為87%,熒蒽的降解率88%,芘的降解率66%,苯并(a)蒽的降解率為22%,屈的降解率為11%,基本不降解苯并芘。此外,兩個混菌在人工污染土壤中均顯示出對PAHs較好的降解能力。
  2.為了研究菲菌和芘菌的降解機(jī)制,分別從中篩選出以菲為唯一碳源的高效降解菌株P(guān)seudomonas sp.JM2和以芘為唯一碳源的高效降解菌Pseu

6、domonas sp.Jpyr-1。研究發(fā)現(xiàn),JM2菲降解基因簇位于質(zhì)粒DNA上,通過設(shè)計一系列簡并引物進(jìn)行基因擴(kuò)增、測序,解析了該菌菲雙加氧酶至2-羧基苯甲醛脫氫酶的全套降解酶基因序列,將其與14種已知的PAHs降解菌降解基因進(jìn)行序列比對,發(fā)現(xiàn)與Alcaligenes faecalis AFK2有96%的同源性。結(jié)合檢測到的鄰苯二甲酸代謝產(chǎn)物分析,推測該菌株與產(chǎn)堿桿菌AFK2類似,通過鄰苯二甲酸途徑降解菲。在Jpyr-1降解芘的過程中

7、檢測到四種中間代謝產(chǎn)物菲-4-羧酸、1-羥基-2-萘甲酸、鄰苯二甲酸和3,4-二氫二醇鄰苯二甲酸,參考其它芘降解菌的代謝途徑,推測Jpyr-1經(jīng)由鄰苯二甲酸途徑降解芘。以Jpyr-1質(zhì)粒為模板,通過設(shè)計簡并引物,擴(kuò)增出芘雙加氧酶的僅和β亞基基因序列。序列比對顯示,該雙加氧酶α亞基基因序列與革蘭氏陽性菌分支桿菌Mycobacterium sp.6PY1的相應(yīng)基因有90%的相似性。
  3.設(shè)計了一系列兩種PAHs共存體系,研究不同結(jié)

8、構(gòu)PAHs對菲降解菌JM2和芘降解菌Jpyr-1降解能力的影響。研究發(fā)現(xiàn):芴、蒽或者熒蒽的存在對JM2降解其它PAHs均起到不同程度的抑制作用,而菲則起到促進(jìn)作用。兩種PAHs共存體系對Jpyr-1降解能力的影響在降解初期24h內(nèi),與JM2的規(guī)律相似,即芴、蒽和熒蒽對芘的降解起到了抑制作用,而菲的存在明顯的促進(jìn)芘的降解。但在144h后,除了芴的存在一直抑制芘的降解外,熒蒽對芘降解的抑制作用明顯降低,而蒽對降解則有所促進(jìn)。
  通過

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