2株Fe（Ⅲ）/腐殖质还原菌的还原特性及其对百草枯偶联降解的生物—化学机制

【摘要】Fe(Ⅲ)/腐殖质还原是沉积物、淹水土壤、污泥等厌氧环境中普遍存在的微生物呼吸代谢形式,该过程不仅是重要的生物地球化学过程,同时能够降解环境中的某些有机污染物,并促进有机碳的代谢。具有Fe(Ⅲ)/腐殖质还原功能的微生物被认为是还原过程的关键,成为研究热点。百草枯在热带水稻土中使用频繁,并且由于在土壤中极强的吸附作用而产生残留。研究表明,厌氧条件下,有机质存在时能促进微生物对百草枯的降解,但促进机制未见报道。由于百草枯氧化还原电位很低,所以推测百草枯可能可以作为Fe(Ⅲ)/腐殖质还原过程的电子供体而被氧化降解。本文从曾施用百草枯农药的水稻土中分离纯化得到两株耐受百草枯的Fe(Ⅲ)/腐殖质还原菌,分别是PQ01和PQ02,研究其厌氧还原特性,并选取菌株PQ02,以百草枯为电子供体,Fe(Ⅲ)/腐殖质为电子受体,研究在该还原体系中Fe(Ⅲ)/腐殖质介导百草枯厌氧降解效果,并对降解机理进行初步探讨。主要研究结论如下：(1)菌株PQO1为弯曲假单胞菌,最佳单因子培养条件分别为：YPG培养基、生长温度25-37℃、pH6-9、NaCl浓度0-5%。菌株PQ02为阴沟肠杆菌,最佳单因子培养条件分别为：YPG培养基、生长温度25-37℃、pH5-7、NaCl浓度0-5%。(2)菌株PQ01能有效的利用葡萄糖、蔗糖、乙酸、甲酸及丙酮酸为电子供体进行Fe(Ⅲ)/腐殖质还原,且利用能力从大到小依次为：葡糖糖>蔗糖>丙酮酸>甲酸>乙酸；菌株PQ01对五种铁氧化物及三种腐殖质模式物均有不同程度的还原作用,利用效率从高到低顺序分别为：水铁矿>纤铁矿=针铁矿>磁赤铁矿>赤铁矿,AQS>AQDS>AQC,且菌株PQ01可以有效的利用DDT为电子受体进行Fe(Ⅲ)/腐殖质还原作用而使DDT还原降解。(3)菌株PQ02能有效的利用葡萄糖、蔗糖、乳酸、甲酸及丙酮酸为电子供体进行Fe(Ⅲ)/腐殖质还原作用,且利用能力从大到小依次为：葡糖糖>蔗糖>丙酮酸>甲酸>乳酸；且菌株PQ02能以五种铁氧化物及三种腐殖质模式物为电子受体进行还原作用,利用效率从高到低顺序分别为：针铁矿>纤铁矿>水铁矿>磁赤铁矿>赤铁矿,AQS>AQC>AQDS。(4)百草枯可以做为菌株PQ02的电子供体进行Fe(Ⅲ)/腐殖质还原作用。在Fe(Ⅲ)/腐殖质还原体系中,百草枯的降解有三种途径：①菌株对百草枯的直接生物降解,此降解效果较小；②百草枯作为电子供体,通过给出电子而被氧化降解；③百草枯与体系中生成的腐殖质还原产物进行直接的非生物反应,此降解方式为百草枯在该体系中的主要降解途径。并且通过在体系中添加额外电子供体,可促进百草枯在体系中的降解速率。
【作者】陈珊珊；
【导师】李勤奋；
【作者基本信息】海南大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】百草枯；Fe(Ⅲ)/腐殖质还原；降解机制；

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