复合菌群LF对DOP降解特性研究

武荣芳+谭罗娟

【摘 要】从河底污泥样品中分离培养得到一株能以DOP为唯一碳源和能源的复合菌群，命名为LF，菌群LF能够高效降解DOP。本研究主要从pH、温度、含盐量、加菌量和底物初始浓度等五个方面确定富集物LF对DOP的最适降解条件，并考察菌群LF对DOP的降解性能。实验结果显示：LF降解DOP的最适pH为6.0，最适温度为30℃；在此最适pH、最适温度条件下，含盐量为1%时，菌群LF对DOP具有较高的降解活性；48 h内，菌体数量为6%时，菌LF降解率最高，为98%左右；72 h内富集物LF对不同初始底物浓度DOP一直保持有较高的降解率，初始浓度为1000 mg/L的底物DOP降解率最高。

【关键词】菌群LF；邻苯二甲酸二辛酯；降解性能

中图分类号： X172 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）35-0062-002

Degradation Characteristics of DOP by Complex Bacteria

WU Rong-fang TAN Luo-juan

（Henan Yuantong Environmental Engineering Co.， Ltd.， Kaifeng 475000， Henan Province， China）

【Abstract】A bacterial strain with DOP as the sole carbon source and energy source was isolated and cultured from the river bottom sludge samples， named as LF， which can efficiently degrade DOP. In this study， the optimum conditions for the degradation of DOP by enrichment LF were determined from five aspects of pH， temperature， salinity， bacteriostasis and substrate initial concentration， and the degradation of DOP by microbial flora LF was investigated. The experimental results showed that the optimal pH of DOP for LF degradation was 6.0 and the optimum temperature was 30 ℃. Under the optimum pH and optimum temperature， The degradation rate of bacteria LF was the highest at 98% within 6 h when the number of mycelia was 6%. The LF at different initial substrate concentrations maintained a high degradation rate within 72 h， The degradation rate of DOP was the highest at 1000 mg / L.

【Key words】Flora LF；Dioctyl phthalate；Degradation performance

0 引言

邻苯二甲酸酯（Phthalic Acid Esters，缩写PAEs）又称酞酸酯[1]，是人工合成有机化合物之一。为了提高邻苯二甲酸酯类化合物的生物降解速率，选取高效降解菌群邻苯二甲酸二辛酯作为唯一碳源和能源。邻苯二甲酸二辛酯（Dioctylphthalate，缩写DOP）又称酞酸二辛酯，是邻苯二甲酸酯类化合物的一种。生产量和消费量位居前列，在增塑剂市场中占有主导地位，其消费量达到70%左右，主要用作聚氯乙烯增塑剂，还可用于各纤维素树脂、不饱和树酯、环氧树脂、醋酸乙烯树脂和某些合成橡胶[2]。DOP是一种化工原材料，很容易迁移[13]，对环境以及动、植物都会造成不利影响。邻苯二甲酸二辛酯对人体的健康具有潜在的风险，进入人体后短时间内不会出现中毒迹象。其毒性成分在人体中富集，严重时可致癌，是一种重要的环境激素类物质[3-6]。本实验从河底污泥樣品中分离培养得到一株利用DOP为唯一碳源和能源的复合菌群LF，分别研究分析了pH、温度、含盐量、加菌量和底物浓度对LF降解DOP的影响。

1 实验材料

1.1 实验试剂和仪器

1.2.1 试剂

无机盐试剂购自天津科密欧化学试剂有限公司，均为分析纯；DOP标准储备溶液购自上海阿拉丁试剂有限公司，纯度99%；分析纯乙酸乙酯购自上海国药集团化学试剂有限公司；实验室自制超纯二次水。

1.2 培养基

基础无机盐（MSM）培养基（g/L）：K2HPO45.8，（NH4）2SO42.0，KH2PO44.5，MgCl20.16，CaCl20.02，FeCl20.0018，Na2MoO4·2H2O0.0024，MnCl2·2H2O0.0015。并用HCl和NaOH将培养基pH调整至7.0±0.1，121℃下湿热灭菌25min。

2 实验方法

为考察不同初始pH、温度、含盐量、加菌量及底物浓度对DOP降解性能的影响，将复合菌群LF加入以DOP（1000mg/L）为唯一碳源及能源的无机盐培养基中。然后放在温度为30℃、振荡速度为175rpm的摇床中进行培养，48h之后收集菌体，用pH为7.5，0.05mol/L的磷酸钾缓冲液冲洗3次，再用磷酸钾缓冲液将菌液调至OD600=1.0待用。依次吸取1mL的菌悬液配置成含有1000mg/LDOP的20mL无机盐培养液，实验中通过固定其中四个条件，改变另一个条件，研究在不同降解条件下复合菌群LF对DOP的降解能力，进而确定最适降解条件。endprint

3 实验内容

3.1 不同pH下复合菌群LF对DOP的降解情况

在pH为4.0～10.0内，随着pH的升高复合菌群LF对DOP的降解率先上升再下降。在初始pH为6.0时，富集物LF降解率达到最大。当pH从7.0升高到8.0时，降解率保持稳定；当pH高于8.0时，降解活性快速降低，在pH为10.0时降解率降至44.65%。由此表明中性环境有利于富集物LF对DOP的降解，并确定pH为6.0时，是复合菌群LF的最适降解pH。

3.2 不同温度下复合菌群LF对DOP的降解情况

在温度为20～45℃时，复合菌群LF对DOP的降解率先由温度的升高而升高，在培养温度为30℃时，富集物LF降解率达到最大；当温度高于30℃时，随着温度的升高降解速率一直降低表现为下降趋势。温度在35～40℃时，降解活性快速降低，在温度为45℃时，降解率降至46.26%。由此表明温度过高或过低都会影响富集物LF对DOP的降解率，并确定培养温度为30℃时，是复合菌群LF的最适降解温度。

3.3 不同含盐量下复合菌群LF对DOP的降解情况

在含盐量为0～10%时，复合菌群LF对DOP的降解率随含盐量的增加整体呈下降趋势。在无含盐量的情况下，菌群LF对DOP有较高的降解率；当含盐量在0～3%范围内，降解率随含盐量的增加呈现出先上升后下降再上升的趋势，基本降解完全。总体来说菌群LF在含盐量为0～3%范围内可以保持较高的降解率，达93%以上，由此表明含盐量较低或无含盐量会促进菌群LF对DOP的降解；当含盐量过高时会影响富集物LF对DOP的降解率，并确定含盐量为1%时，是复合菌群LF的最佳降解条件。

3.4 不同加菌量下复合菌群LF对DOP的降解情况

24h内和48h内在加菌量为1%～10%时，复合菌群LF对DOP的降解率随加菌量的增加，变化都较为明显。24h内，降解率随初始富集物菌液的增加整体呈上升趋势，随着加菌量的继续增加菌群LF降解率也快速上升，直至10%时降解率为61%左右；降解时间增至48h后，降解率随初始富集物菌液的增加呈现出先上升后下降的趋势。总体来说，48h内复合菌群LF在加菌量为1%～10%范围内一直保持有较高的降解率，达91%以上。

3.5 不同程度底物浓度下复合菌群LF对DOP的降解情况

在时间为0～72h之间，不同初始底物DOP浓度随着时间的增加而不断降低，表明复合菌群LF对DOP的降解率随时间的增加整体呈上升趋势。当底物DOP浓度在1000mg/L以下时，随着时间的增加浓度在不断降低，降解时间增至48h后，底物DOP浓度变化不大，稳定在5.43mg/L左右，最终降解率稳定在97%左右，基本降解完全。总体来说，72h内复合菌群LF在底物DOP浓度为100mg/L～2000mg/L范围内一直保持有较高的降解率，降解率最高的是初始浓度为1000mg/L的底物DOP，达99.12%左右。

4 结论

本实验从不同初始pH、温度、含盐量、加菌量及底物浓度五方面，对复合菌群LF的降解特性进行了一系列的研究，实验结果表明：通过改变复合菌群LF的初始pH、温度、含盐量、加菌量及底物浓度，进而确定富集物LF对DOP的最适降解条件，发现LF降解DOP的最适pH为6.0，最适温度为30℃；含盐量为1%时，菌群LF对DOP具有高效的降解活性；48 h内菌群LF在加菌量为1%～10%范围内一直保持有较高的降解率，并当加菌量为6%时菌群LF降解率达到最大；72h内不同初始底物DOP浓度随着时间的增加而不断降低，复合菌群LF在底物DOP浓度为100mg/L～2000mg/L范围内一直保持有较高的降解率，降解率最高的是初始浓度为1000mg/L的底物DOP。

【参考文獻】

[1]俞小明，竺云波.pH和温度对邻苯二甲酸二辛酯生物降解的影响研究[J].环境科学与管理，2011，36（3）：77-79.

[2]赵开径，朱跃辉，冯海强，高继东，等.邻苯二甲酸二辛酯加氢工艺研究[J].山东石油化工，2012，41（7）：31-33.

[3]石全英，杜林雪，李喜宏，等.纳米SiO2抑制PVC中增塑剂DOP迁移的研究[J].食品工业科技，2013，34（19）：70-73.

[4]Harrison PTC，Holmes P，Humfrey CDN. Reproductive health in humans and wild life：are adverse trends associated with environ mental chemical exposure[J].The Science of the Total Environment，1997，205：97-106.

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