彭玲玲

(哈爾濱師范大學(xué))

0 引言

酚類物質(zhì)是工業(yè)廢水中的常見污染物，以苯酚為代表，因其廣泛的工業(yè)用途，在許多制造業(yè)合成業(yè)被用作原材料.如石油精煉過程，合成纖維染料，加工木材，縮合酚醛樹脂等過程，都會產(chǎn)生含酚廢水［1－2］.苯酚屬于高毒類物質(zhì)，人體直接接觸高劑量苯酚，將引起急性中毒反應(yīng).當(dāng)水體中僅含有少量5～25 mg/L苯酚時(shí)，也會危及水生生物的生存.若長期飲用受到苯酚污染的水源，將出現(xiàn)慢性中毒如頭痛、腹瀉、惡心等癥狀或神經(jīng)官能系統(tǒng)受損.

我國對于工業(yè)污水中酚類物質(zhì)的排放有著嚴(yán)格的規(guī)定:揮發(fā)酚量一級標(biāo)準(zhǔn)為0.5 mg/L.為了達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，需要在排放前先對廢水進(jìn)行無害化處理.傳統(tǒng)處理含酚廢水的方法主要有物理法，化學(xué)法和生物處理法，由于前兩者成本較高，且極易造成二次污染，不利于廣泛推廣［3］.而生物處理法往往采用微生物對有機(jī)污染進(jìn)行降解，具有成本低，操作易，無二次污染等優(yōu)點(diǎn)被廣泛關(guān)注.近幾年來，已經(jīng)有許多具有降解苯酚性能的細(xì)菌屬被報(bào)道，如鹽單胞菌屬(Halomonas)，乙酸鈣不動桿菌 (Acinetobactercal coaceticus)、假單胞菌(Pseudomonas sp.)等，相對來說較少有關(guān)于真菌降解苯酚的特性研究［4－5］.

該實(shí)驗(yàn)的目的是探究實(shí)驗(yàn)室分離并保藏的三株霉菌對于苯酚的降解性能，它們已被分別鑒定為紅綬曲霉SG－h(huán)uang，花斑曲霉SG－h(huán)ei，和酒色青霉SG－qing.比較三株菌株在不同苯酚濃度下，對于苯酚的耐受性和降解能力.通過改變接種量，探索菌株的苯酚降解潛能.

1 材料方法

1.1 試驗(yàn)材料

紅綬曲霉SG－h(huán)uang，花斑曲霉SG－h(huán)ei，和酒色青霉SG－qing;由實(shí)驗(yàn)室分離并保存.

1.2 培養(yǎng)基

PDA培養(yǎng)基(1 L):馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂15 g，pH自然;110℃高壓滅菌20min.

PD培養(yǎng)基(1 L):PDA培養(yǎng)基不加入瓊脂，用于菌類的震蕩培養(yǎng).

察氏培養(yǎng)基(1 L):磷酸氫二鉀1 g，硝酸鈉3 g，硫酸鎂(MgSO4·7H2O)0.5 g，硫酸亞鐵0.01 g，氯化鉀0.5 g，蔗糖30 g，瓊脂17.5 g，蒸餾水1000mL，pH為5.0;苯酚按實(shí)驗(yàn)需要量加入，121℃滅菌20 min.

1.3 一級種子菌的制備

將菌株孢子分別從PDA斜面上沖洗下來，接入PD培養(yǎng)基中培養(yǎng)，28℃，180 r/min，培養(yǎng)2～3 d.

1.4 苯酚含量的測定

苯酚含量的測定方法［6］，采用4－氨基安替比林直接光度法.

1.5 菌株降解苯酚能力測定

將干重為 0.01 g的種子菌分別接入含50 mL察氏培養(yǎng)基的250 mL錐形瓶中，每瓶培養(yǎng)基加入不同量的苯酚溶液，形成含酚濃度為200、500、750、1000、1200 mg/L的培養(yǎng)環(huán)境，28℃，180 r/min，連續(xù)培養(yǎng)7 d，每隔12h取樣離心后測溶液中剩余苯酚含量.

1.6 改變接種量對于菌株生長和苯酚降解能力影響的測定

向苯酚濃度為750 mg/L含50 mL察氏培養(yǎng)基的250 mL錐形瓶中接入不同量的種子菌(0.01 g，0.04 g，0.08 g，0.16 g)，28℃，180 r/min，連續(xù)培養(yǎng)7 d，觀察各菌株的生長情況和酚降解能力.

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株降解能力測定和耐受性分析

在28℃，180 r/min的條件下，將種子菌接種到含有不同濃度的苯酚察氏培養(yǎng)基中，每隔12 h取樣，測定上清液中苯酚的剩余含量.菌株在含有苯酚的培養(yǎng)基中需要一段短時(shí)間的適應(yīng)期，以適應(yīng)含有苯酚的生存環(huán)境.隨著苯酚濃度的增加，適應(yīng)期逐漸增長，完全降解苯酚所需的時(shí)間也增多.由圖1可知，當(dāng)培養(yǎng)基中苯酚濃度為200mg/L時(shí)，SG－h(huán)uang降解苯酚速率最快，72 h內(nèi)可降解完成，其次是SG－h(huán)ei需要108 h. SG－qing最慢，完全降解濃度為200 mg/L苯酚需要132 h.總體來說，在含有各個(gè)濃度的苯酚培養(yǎng)基條件下，SG－h(huán)uang完全降解所需時(shí)間都是最少的;SG－qing完全降解苯酚耗時(shí)最長.(如圖2，3，4所示)

當(dāng)培養(yǎng)基中苯酚濃度為 1000 mg/L或1000 mg/L以上時(shí)，三個(gè)菌株降解速率均極其緩慢.當(dāng)培養(yǎng)基中苯酚濃度為1000 mg/L，SG－h(huán)uang對于苯酚可實(shí)現(xiàn)緩慢降解，SG－h(huán)ei和SG－qing正常存活，當(dāng)培養(yǎng)基中苯酚濃度為1200mg/L時(shí)，三種菌株菌絲球萎縮變小，停止生長(部分結(jié)果未顯示).

圖1

圖2

圖3

圖4

2.2 不同接菌量對于苯酚降解效果影響的評估

在培養(yǎng)基苯酚濃度為750 mg/L的條件下，改變初始接入培養(yǎng)基的種子菌量，連續(xù)培養(yǎng)7 d后，觀察菌株對于苯酚降解的效果，結(jié)果如圖.SG－h(huán)uang在苯酚環(huán)境下，增長最快，生物量最大，SG－h(huán)uang能較好的適應(yīng)環(huán)境，其菌絲體干重隨著初始接種量的增加而增加，但對于苯酚的降解量并沒有隨之增加(如圖5所示).隨著SG－h(huán)ei初始接種量的加大，其降解苯酚量也隨之增多.菌株SG－qing也觀察到了同樣的結(jié)果，但是在同樣接種量條件培養(yǎng)7天后，SG－h(huán)ei菌絲體增重大約比SG－qing多30%，降解苯酚的趨勢也更明顯(如圖6，7所示).

圖5

圖6

圖7

3 結(jié)論與討論

該研究探討了實(shí)驗(yàn)室從家具廠排污水內(nèi)分離出的三種霉菌對于苯酚的降解能力.在同樣培養(yǎng)條件和初始接菌量的情況下，SG－h(huán)uang耐受苯酚的范圍最大，降解效果最強(qiáng)，SG－h(huán)ei次之.但當(dāng)SG－qing初始接種量為0.16 g，同樣條件連續(xù)培養(yǎng)7 d，培養(yǎng)基內(nèi)的苯酚含量由700 mg/L降為133 mg/L.一般情況下，降解污染物的菌體越多，降解效率越高.加大SG－h(huán)ei的初始接菌量能大大提升其降酚潛能.SG－h(huán)uang能在苯酚濃度為750 mg/L的培養(yǎng)基內(nèi)最快增殖，但其降解性能卻隨著培養(yǎng)基內(nèi)菌絲體量的迅速增多而減少，這可能是由于SG－h(huán)uang菌絲體繁殖過快，產(chǎn)生了生長抑制，降低了其代謝有機(jī)物的速率.各菌株的最佳降酚效果還需進(jìn)一步優(yōu)化，總體來看，SG－h(huán)uang和SG－h(huán)ei更具有降含酚廢水的潛能，下一步我們將要研究菌株降解現(xiàn)場污水的情況，驗(yàn)證菌株的現(xiàn)場適應(yīng)廢水能力.

［1］ Basha K M，Rajendran A，Thangavelu V.Recentadvances in the Biodegradation of Phenol:A review.Asian J Exp Biol Sci，2010，1(2):219－234.

［2］ Weber M，Weber M，Kleine‐ Boymann M.Phenol. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.

［3］ 王莉莉，楊孫楷.我國高濃度含酚廢水的治理技術(shù)近況.環(huán)境污染與防治，1995，17(5):29－30.

［4］ 王一惠，向述榮.微生物降解苯酚的研究進(jìn)展及其工程菌的應(yīng)用前景［J］.高技術(shù)通訊，2001，(12):98－101.

［5］ Loh K C，Chung T S，Ang W S.Immobilized－cell membrane bioreactor for high－strength phenolwastewater.Journal of Environmental engineering，2000，126(1):75－79.

［6］ 國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測分析方法，4版［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.