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本文以硫丹(Endosulfan)作为主要的研究对象,研究了不同浓度的硫丹对土壤酶活性(土壤过氧化氢酶、土壤蛋白酶及土壤蔗糖酶)的影响,并通过富集培养的方法从曾生产过硫丹原药的工厂废水中筛选到一株高效硫丹降解细菌JBW4。对此菌株进行形态学、生理生化及16SrDNA鉴定,初步确定为产碱菌属粪产碱菌种(Alcaligenes.faecalis.)。本论文对降解微生物的富集分离,环境条件对JBW4的影响以及硫丹在JBW4降解作用下的降解产物做了系统的研究。主要研究内容如下:
1、为了探明硫丹对土壤环境的影响,研究了在0.1、1.0、10.0μg·g-1的硫丹浓度下土壤过氧化氢酶、蛋白酶和蔗糖酶活性的变化。结果表明:低浓度的硫丹(0.1μg·g-1和1.0μg·g-1)对土壤过氧化氢酶活性几乎没有影响;较高浓度硫丹(10.0μg·g-1)对土壤过氧化氢酶活性表现出先激活后抑制的效应;硫丹对土壤蛋白酶的抑制作用随着土壤中硫丹浓度的增大逐渐增强的,但随着时间的延长,不同浓度土壤蛋白酶活性的差异越来越小;低浓度硫丹对土壤蔗糖酶活性有一定的抑制作用,而高浓度硫丹对土壤蔗糖酶活性影响不大。
2、通过富集培养法和直接培养法分离出数个硫丹的高效降解细菌:JBW4、JBW1、JBW2、JBM3。其中JBW1、JBW2及JBM3为混合菌。这些菌在30℃、中性条件下,5d内对100μg·mL-1的硫丹均达到60%以上,其中单菌JBW4对硫丹的降解率最高,经过对其形态、生理生化特征及16SrDNA的分析,鉴定为产碱菌属粪产碱菌种(Alcaligenes faecalis.),最终选定JBW4高效降解细菌硫丹作为下一步深入研究的菌株。
3、测定了不同pH、温度、硫丹浓度及接菌量对细菌JBW4降解能力和生长量的影响。结果表明:该菌株10d内对100μg·mL-1硫丹的降解率达到90%左右:培养温度、pH条件接菌量及对JBW4的生长及其对硫丹的降解有较大的影响,适宜JBW4生长及其对硫丹降解率达到最大时的温度是40℃,pH在6.0~8.0之间,接菌量3‰5%,5d可以达到90%左右;在最佳温度和pH条件下,当硫丹浓度为100μg·mL-1以下浓度时几乎被JBw4全部降解,在硫丹浓度为200μg·mL-1时仍被降解50%左右;细菌的生长量与降解能力具有相关性。
4、对硫丹在菌株JBW4作用下的降解代谢产物做了初步的研究。本研究中通过GC-MS分析,使用PE TurboMass5.1数据分析系统解析,结果表明该菌株可将硫丹降解形成硫丹二醇、硫丹内酯和一未知物质,初步推测JBW4通过水解作用降解硫丹,其降解途径为“硫丹-硫丹二醇-硫丹内酯”。