卤代咔唑高效降解菌株的培养基优化及土壤修复效果研究

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卤代咔唑作为一种新型污染物,具有类二噁英的毒性和持久性,在河流、湖泊、海洋、土壤以及生物样品中都有检出。目前对其各方面的研究还处于初级阶段。本文以寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)3-溴咔唑降解菌CH-1为对象,探究了15种无机质对其降解3-溴咔唑的影响,并且在此基础上引入土壤生物蚯蚓协同强化降解,尝试为土壤生物修复提供新的思路和方法。连续使用正交设计(PBD)、最速上升法(SAM)和星点设计-效应面优化法(CCD-RSM)探究15种无机质对CH-1降解3-溴咔唑的影响。以50 mg·L-1的3-溴咔唑为底物,在50 mL的无机培养基中培养CH-1,8 d后对残留的3-溴咔唑进行定量分析。结果表明,MnCl2·4H2O(K)、CuCl2·2H2O(F)和CaCl2(O)是最具显著性的成分,所对应的最优浓度分别为15.02、0.022和9.14 mg·L-1。3-溴咔唑在最优配制的无机培养基中的降解率(79.17±3.25%)与理论预测值(79.93%)较为接近,比未优化时的降解效率高10%左右。进一步在微生物降解体系中加入土壤生物蚯蚓,探究菌株CH-1和蚯蚓是否对土壤中3-溴咔唑的降解具有协同强化作用。结果表明,接种菌株CH-1后3-溴咔唑的半衰期降低了42 d左右,而进一步接种蚯蚓后3-溴咔唑半衰期降低了7 d左右。因此,可以认为菌株CH-1能有效修复3-溴咔唑污染的土壤,并且引入的蚯蚓可以进一步提高修复效率,两者具有一定的协同强化作用,该方法和思路具有较好的理论和现实意义。
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