再生水体中磺胺甲恶唑抗性菌的筛选及其效应研究

论文摘要

再生水回用会引入微量的有毒有害物质到环境中,引发水环境安全隐患,从而对人类健康造成潜在的危害。本研究根据长期受污染的场地调查,选定磺胺甲恶唑（SMX）为首要控制污染物质,采用共代谢浓度梯度驯化法从污染的水样中分离筛选磺胺甲恶唑降解能力强的菌株,采用超高效液相色谱仪测定降解菌的降解能力并在实验室内研究了降解菌株2-T对SMX的生物降解性能,从而明确最优降解条件。具体研究结果如下:（1）对研究的污染场地污水中调查的5类21种抗生素污染水平进行检测分析,发现SMX检出浓度最高,其浓度高达542.47 ng/L。根据环境生态风险评估结果,显示SMX在研究场地中为高风险物质。因此,将SMX作为优先控制的目标污染物。对该污染场地采用16S rDNA分子测序方法测定水体中的微生物群落结构,从测序结果可知该场地微生物群落结构多样性较好,存在明显优势菌属。在属分类水平上检测出30个较为优势菌属,在这些菌属中平均丰度水平大于1%的优势菌属有9个,分别为Pseudomonas（假单胞菌属27.6%）、Opitutus（丰佑菌属18.3%）、Methylotenera（甲氧胺菌属9.3%）、Smithella（5.9%）、Simplicispira（5.5%）、Methyloversatilis（嗜甲基营养菌属1.6%）、Arenimonas（单胞菌属1.6%）及Pseudoxanthomonas（假黄色单胞菌属1.3%）。（2）采用阶段性共代谢梯度浓度驯化法定向富集具有降解SMX能力的菌群,通过16S rDNA分子测序方法检测了驯化过程中菌群群落结构变化。结果表明:在门水平上,降解菌群MX-3主要分属于Proteobacteria变形菌门、Bacteroidetes拟杆菌门、Actinobacteria放线菌门、Planctomycetes浮霉菌门;在纲水平上,细菌主要分属于Alphaproteobacteriaα-变形杆菌纲、Actinobacteria放线菌纲、Planctomycetacia浮霉菌纲、Betaproteobacteriaβ-变形菌纲、Gammaproteobacteriaγ-变形菌纲、Cytophagia;在属水平上,菌群主要分属于Brevibacterium枯草芽孢杆菌属、Pseudochrobactrum假性苍白杆菌属、Pseudoxanthomonas假黄色单胞菌属、Flavobacterium黄色杆菌属、Achromobacter无色杆菌属、Brevundimonas、Comamonas丛毛单胞菌属。（3）在不添加共代谢碳源条件下从菌群MX-3中分选得到7株菌株均能以SMX作为碳源合成生物量。在SMX为唯一碳氮源条件下,对7株单菌降解SMX的效果进行比较分析,结果表明:7株单菌均能以SMX为唯一碳源生存,并都有一定的去除能力,其中菌株1-2和2-T降解效果较好,降解率分别为62%和69%。根据7株菌降解实验数据一级动力学拟合结果综合考量将菌株2-T作为降解SMX最优实验菌株。根据对其形态学特征、生理生化特征观察和16S rDNA检测鉴定,2-T为Pseduochrobactrum sp.。（4）对于高效降解菌2-T最佳去除条件为:（1）较低水平SMX的初始浓度,菌株2-T的降解效果好;（2）高菌悬液接种量,促进菌株2-T降解SMX;（3）最佳pH=7.0;（4）最佳温度是25℃,且pH对2-T去除SMX效果的影响要大于其他因素;（5）在不同影响因素前提下,2-T对SMX的去除过程均切合一级动力学方程;（6）菌株2-T降解SMX反应中Ea=44.89 kJ/mol,为高效降解菌,说明2-T对SMX的降解易发生;（7）菌2-T降解SMX的过程切合Monod动力学,最大比降解速率μmax=0.285min-1,半饱和常数Ks为63.364 mg·L-1,可以作为以磺胺甲恶唑为单一碳源的高效降解菌。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 岳莹

导师: 王继华

关键词: 抗生素,磺胺甲恶唑降解菌,共代谢驯化,群落结构

来源: 哈尔滨师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 哈尔滨师范大学

分类号: X703;X172

总页数: 78

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