摘要
近年来，随着石油化工行业的快速发展，石油类污染物对地下水造成的污染问题越来越严重，其中苯系物由于其高毒性、高挥发、难降解的特点成为人们关注的热点。生物修复技术是一种有前景、绿色、安全的去除地下水中苯系物的技术，但此技术在应用过程中易受环境因素的影响。因此，增强微生物的环境适应能力对生物修复技术在地下水苯系物修复中的工程应用尤为重要。 本研究首先通过驯化、分离纯化、筛选得到了苯、甲苯和二甲苯高效降解菌株各一株，利用16SrDNA测序确定了其所属种类，并考察了pH、温度、接种量等因素对其系物降解能力的影响。然后，选用苯系物中检出率高的甲苯为目标污染物，通过层层自组装（LBL）的方法将甲苯降解菌EGI312固定化，制备LBL自组装生物微胶囊（LBMs），并探究环境因素对LBMs降解甲苯的影响。依据微生物酶活性和活菌数量的变化趋势，推测了LBL微胶囊对细菌的保护机制。同时，研究共存污染物氯代烃和共存阴离子存在情况下，LBMs的甲苯降解能力以及细菌生长的变化规律，并通过计算甲苯生物降解半衰期的滞后系数（IC）来衡量共存污染物氯代烃和共存阴离子对LBMs甲苯降解能力的影响，主要研究结果如下： （1）经过16SrDNA测序分析，苯、甲苯、二甲苯高效降解菌分别为Sphingobacteriummultivorum（FDAARGOS_1141）、Bacillusstercoris（EGI312）、Pseudomonassp.（Bt14）。三株菌在pH为7，温度为30℃或35℃，接种量为10%，摇床转速为160r/min的条件下培养48h，对苯系物的去除率可达到最高。 （2）傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和X射线衍射光谱（XRD）分析发现LBMs中存在壳聚糖（CTS）和聚乳酸（PLA）的特征峰，证明了LBMs的成功制备。扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察发现制得的LBMs呈圆饼状，直径在5μm左右。比表面积和孔径分析仪（BET）测量LBMs的N2吸附-脱附等温线并计算其比表面积和孔径，发现LBMs表面存在大量的介孔结构。 （3）生物降解实验结果表明，在不利的环境条件下（pH、温度、盐度等），2d内，LBMs对甲苯的去除率基本达到90%以上，为游离菌的1-4倍。一阶动力学拟合结果表明，LBMs对甲苯的降解速率常数大于游离菌，且其对甲苯降解的半衰期小于游离菌。流式细胞仪分析结果表明，4d内，LBMs体系中活菌的比例仅下降8.3%，而游离菌则下降20.2%，LBMs有效的提高其内部细菌的存活率。菌株EGI312在降解甲苯过程中主要依靠甲苯双加氧酶和邻苯二酚2,3-双加氧酶发挥作用。与游离菌体系相比，LBMs体系中甲苯双加氧酶、邻苯二酚1,2-双加氧酶和邻苯二酚2,3-双加氧酶的活性更强。 （4）氯代烃对LBMs的甲苯降解能力和细菌生长繁殖的影响从大到小依次为三氯乙烯、二氯甲烷、四氯化碳、三氯甲烷。当添加100μg/L的上述氯代烃时，IC分别为2.5150、1.1792、1.0446、0.9581。阴离子对LBMs的甲苯降解能力和细菌生长繁殖的影响从大到小依次为NO3-、Cl-、SO42-、PO43-。当添加0.1mol/L的上述阴离子时，IC分别为2.4208、1.7622、1.2436、0.9923。
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