胡錦俊，白紅娟，宋 雨，趙啟超

（中北大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院，山西 太原 030051）

0 引言

苯胺（Aniline，C6H7N，簡稱AN）作為重要的化工原料廣泛應(yīng)用于各類火炸藥合成，生產(chǎn)過程中往往會產(chǎn)生大量的苯胺廢水［1］。由于苯胺對人類和環(huán)境造成嚴重危害，已被我國和美國等國家列為優(yōu)先控制污染物之一［3-4］。因此，迫切需要開發(fā)一種合理、有效的方法從環(huán)境中消除苯胺。

苯胺廢水的處理方法主要有物理法［5］、化學(xué)法［6-8］和生物法［9-16］，其中生物法是一種經(jīng)濟、有效和環(huán)保的技術(shù)。已有研究表明一些好氧菌如Acine tobacter calcoaceticusJH9［10］，Bacillus sp.AN6-4［17］和Delftia sp.ANP［18］，能夠?qū)⒈桨废妊趸舌彵蕉?，然后通過鄰位或間位開環(huán)機制代謝鄰苯二酚，最終生成丙酮酸和乙醛，或中間代謝產(chǎn)物琥珀酸和乙酰輔酶A 進入三羧酸循環(huán)［19］。近年來，已經(jīng)分離到能降解苯胺的菌屬Alcaligenes faecalisLS1［11］、Candida tropicalisAN1［20］、Dietzia natronolimnaeaJQ-AN［21］、Enterobacter ludwigiiKH-A5［22］，這些菌株通常能降解和耐受的苯胺濃度在1000 mg·L-1以下，48 h 內(nèi)降解率為40%～100%。然而，高濃度苯胺會對微生物產(chǎn)生嚴重的危害，如：滲透壓平衡的破壞、抑制酶活性甚至細胞死亡［15］。目前已有一些耐受高濃度苯胺降解菌的研究，例如，Chryseobacterium sp.AN4［23］可在苯胺初始濃度為3000 mg·L-1無機鹽固體培養(yǎng)基上生長，在苯胺濃度為1000 mg·L-1時，需要40 h 降解完全，苯胺濃度為1750 mg·L-1左右，降解效果不理想；Delftia sp.AN3［24］最高耐受苯胺濃度為5000 mg·L-1，苯胺濃度為2000 mg·L-1時，培養(yǎng)3 d才能完全降解，當(dāng)濃度高于3000 mg·L-1時，苯胺不能被 完 全 降 解；Ochrobactrum sp.MC-01［25］能 耐 受6500 mg·L-1苯胺，對初始濃度為200～1600 mg·L-1的苯胺48 h 降解率約為75%?？傊m然目前報道的降解苯胺的菌株種類較多，但這些菌株耐苯胺濃度低，或者雖然耐苯胺濃度高，但降解苯胺需時較長且降解率較低，因此，有必要進一步開展苯胺降解微生物資源的發(fā)掘工作。

為了獲得環(huán)境適應(yīng)性好、耐受苯胺的高效降解菌，本研究從化工廢水處理廠好氧曝氣池活性污泥中分離出一株高效降解苯胺的菌株Q6，對該菌株進行了初步鑒定和降解特性研究，以期為利用該菌株處理高濃度苯胺廢水提供菌種資源和一定的理論依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 試劑及設(shè)備

試劑：苯胺（C6H7N，分析純），無色油狀液體，稍溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，購自Aladdin 公司；用于培養(yǎng)基制備的化學(xué)藥品和試劑為分析純，購自天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心。

儀器：HZ-9511KB 雙層氣浴恒溫搖床；SW-CJ-1F型單人雙面凈化工作臺；BXM-30R 型高壓蒸汽滅菌鍋；MGC-350HP-2 型智能人工氣候箱；UV-2100 型紫外可見分光光度計；HC-3018 臺式離心機；JY92-II 型超聲波乳化機；EM-30PLUS 型掃描電子顯微鏡。

1.2 菌株來源及培養(yǎng)基

菌株來源：從太原清徐縣某化工廢水處理廠好氧曝氣池活性污泥中馴化、富集所得，污泥呈褐色、松散。

無機鹽培養(yǎng)基（篩選培養(yǎng)基）：Na2HPO40.4 g，NaH2PO40.2 g，MgSO4·7H2O 0.2 g，KCl 0.2 g，F(xiàn)eSO4·7H2O 0.01 g，按需添加苯胺，去離子水定容至1000 mL，pH 7。

LB 培養(yǎng)基（富集培養(yǎng)基）：酵母膏5 g，蛋白胨10 g，氯化鈉10 g，去離子水定容至1000 mL，pH 7。

固體培養(yǎng)基：在上述培養(yǎng)基中加入20 g 瓊脂。

1.3 實驗方法

1.3.1 降解苯胺菌株馴化分離及鑒定

將化工廢水處理廠好氧曝氣池活性污泥10 g，加入裝有90 mL 無菌水錐形瓶中，恒溫搖床中震蕩24 h制成樣品液。取10mL 樣品液轉(zhuǎn)接于200 mg·L-1苯胺的無機鹽培養(yǎng)基中，每24 h 取樣測苯胺殘留量，至苯胺完全降解后，按照此方法依次轉(zhuǎn)接于500、800、1000 mg·L-1苯胺的無機鹽培養(yǎng)基中依次梯度馴化富集降菌，取最終馴化的培養(yǎng)液稀釋涂布到LB 固體培養(yǎng)基平板上，30 ℃人工氣候箱中培養(yǎng)。長出菌后選擇不同形態(tài)的菌落平板劃線分離純化至長出單菌落，挑取純化后的單菌落至500 mg·L-1苯胺的無機鹽培養(yǎng)基中培養(yǎng)，24 h 取樣測苯胺殘留量，篩選出苯胺降解率最大的菌株并命名為Q6，用于隨后的生物降解實驗。

對菌株Q6 的形態(tài)和生化特性進行了測定［26］，使用16S rDNA 基因測序進行進一步鑒定［26］，Blast 方法將核苷酸序列提交到GenBank 數(shù)據(jù)庫進行比對和鑒定，使用MEGA 7 通過鄰接法生成最大似然系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.3.2 降解苯胺菌株菌懸液的制備

取斜面保存的菌株接種至含苯胺的富集培養(yǎng)基中30 ℃培養(yǎng)至對數(shù)期，取樣于離心機5000 r·min-1離心10 min，棄去上清液，沉淀菌體用磷酸緩沖液清洗兩次，無機鹽培養(yǎng)基重懸制成菌懸液（生物量OD600nm=1.0）。

1.3.3 降解苯胺菌株生長及降解實驗

在500 mg·L-1苯胺無機鹽培養(yǎng)基中，接種一定量的菌懸液使OD600nm=0.2，在溫度30 ℃、pH 7 的好氧條件下進行菌株Q6 的生長及降解實驗，每隔4 h 取樣測定生物量和苯胺殘留量。

為了證明菌株Q6 可以降解苯胺，設(shè)置4 組不同的平行實驗：（1）只含有500 mg·L-1苯胺的培養(yǎng)基；（2）含有500 mg·L-1苯胺的培養(yǎng)基和菌株Q6；（3）含有500 mg·L-1苯胺的培養(yǎng)基和滅活的菌株Q6；（4）含有500 mg·L-1苯胺的蒸餾水和菌株Q6。在溫度30 ℃、pH 7 的好氧條件下進行了苯胺降解試驗，接種一定量菌懸液使OD600nm=0.2，每隔4 h 取樣測定苯胺殘留量。

1.3.4 降解苯胺菌株影響因素實驗

接種菌懸液至500 mg·L-1苯胺無機鹽培養(yǎng)基中進行單因素試驗，在不同菌液接種量（5%、10%、15%、20%、25%）、pH 值（5、6、7、8、9）和溫度（23、28、33、37、43 ℃）的條件下150 r·min-1恒溫搖床中培養(yǎng)，每隔4 h 取等樣測定生物量和苯胺殘留量。確定其最適宜的苯胺降解條件。接種菌懸液至含500 mg·L-1苯胺無機鹽培養(yǎng)基中，另外添加0.2%碳源（乙酸鈉、淀粉、葡萄糖、蔗糖）和氮源（硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、尿素）最適條件下150 r·min-1恒溫搖床中培養(yǎng)，12 h 取樣測定生物量和苯胺殘留量，以苯胺為唯一碳氮源的培養(yǎng)基為對照。

1.3.5 菌株Q6 降解苯胺動力學(xué)及其生長動力學(xué)實驗

（1）菌株Q6 降解苯胺動力學(xué)

在pH 7、溫度33 ℃和接種量10%最適條件下，研究了不同初始苯胺濃度（200～4000 mg·L-1）對菌株Q6 苯胺降解特性的影響。分別采用零級（式1）和一級動力學(xué)（式2）模型［10］對不同初始濃度苯胺降解數(shù)據(jù)進行擬合，評估苯胺初始濃度對降解動力學(xué)的影響。

式中，t是時間，h；k是一階常數(shù)，h-1；C0為苯胺初始濃度，mg·L-1；Ct為時間t 時苯胺濃度，mg·L-1。

（2）菌株Q6 生長動力學(xué)

選取菌株Q6 對初始苯胺濃度200～2000 mg·L-1降解特性實驗測得的生物量，求出不同苯胺濃度所對應(yīng)生長速率，然后求出比生長速率，最后采用Haldane底物抑制模型（式3）［27］對菌株Q6 在降解苯胺時的比生長速率進行擬合，其方程如下：

式中，μ是比生長速率，h-1；μmax為最大比生長速率，h-1；CAN為初始苯胺濃度，mg·L-1；Ks為生長動力學(xué)的半飽和系數(shù)，mg·L-1；Ki為生長動力學(xué)的抑制系數(shù)，mg·L-1。

1.4 分析方法

采用比濁法［28］測定菌體生長量。不同時間間隔取樣，在OD600nm處依次測定菌體吸光值。

采用N-（1-萘基）-乙二胺偶氮分光光度法［29］測定苯胺的含量。配制苯胺標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，在OD545nm處依次測定吸光度。以苯胺濃度為橫坐標(biāo)，以校正吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到一條直線作為標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過與標(biāo)準(zhǔn)曲線的比較計算出具體數(shù)據(jù)。

采用掃描電鏡法（SEM）對分離菌株Q6 進行形態(tài)表征。

2 結(jié)果與討論

2.1 降解苯胺菌株的分離篩選及鑒定

采用富集法，從好氧曝氣池的活性污泥中分離得到苯胺降解菌Q6，該菌株能以苯胺作為生長的唯一碳氮源，根據(jù)形態(tài)學(xué)觀察，在含苯胺的LB 固體培養(yǎng)基上，菌落初期形態(tài)較小，白色圓形中間凸起，表面光滑，四周平滑無隆起（圖1a）；當(dāng)培養(yǎng)至48 h，菌落變大，呈杏黃色圓形中間凸起，表面光滑，四周略微有隆起（圖1b）；當(dāng)培養(yǎng)至72 h 以后，菌落呈暗褐色（圖1c）；可能是菌株Q6 在苯胺降解過程中產(chǎn)生的有色代謝產(chǎn)物。菌株Q6為革蘭氏陰性需氧桿狀菌，菌落長度為1.5～1.8 μm，寬度為0.3～0.5 μm（圖1d）。生化試驗表明該菌株Q6 的菌膜形成、過氧化氫酶試驗為陽性，V-P、甲基紅、吲哚試驗為陰性。此外，使用同源搜索將菌株Q6序列與NCBI 數(shù)據(jù)庫中的序列進行比較，通過MEGA軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹（圖2），結(jié)果表明：菌株Q6 的16S rRNA 序列與Acidovorax sp.3BHB1 的相似性為99.93%，并且該菌株與Acidovorax sp.3BHB1 聚于同一分支，結(jié)合形態(tài)特征、生化試驗和16S rRNA 評估結(jié)果菌株Q6 初步被鑒定屬于食酸菌屬（Acidovorax sp.），命名為食酸菌屬（Acidovorax sp.）Q6。

圖1 不同生長時刻的菌株Q6 菌落形態(tài)及其電鏡圖Fig.1 Colony morphology and electron microscope structure of strain Q6 at different growth moments

圖2 菌株Q6 的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.2 Phylogenetic tree of strain Q6

2.2 菌株Q6 對苯胺降解及其生長

在無機鹽培養(yǎng)基、含滅活菌株Q6 無機鹽培養(yǎng)基和含菌株Q6 蒸餾水中，苯胺的含量幾乎沒有較大變化（圖3）。表明苯胺的降解并不是由菌株吸附或揮發(fā)導(dǎo)致的，其主要降解途徑是生物降解。

圖3 不同體系對菌株Q6 的降解Fig.3 Degradation of strain Q6 in different systems

在以苯胺（500 mg·L-1）為唯一碳氮源的培養(yǎng)液中的苯胺降解過程和菌株Q6 生長曲線如圖4。菌株在0～4 h 生長緩慢，而在此期間苯胺快速降解，原因是在接種菌懸液之前，菌株經(jīng)過長期的馴化培養(yǎng)后提升了對苯胺毒性的耐受性，菌株在生長適應(yīng)期并非因苯胺的快速降解而增長迅速，這是因為在苯胺降解初期，菌株進入新環(huán)境首先進行降解苯胺所需酶的形成，苯胺與酶結(jié)合后被分解利用使菌株進一步生長繁殖，經(jīng)過短期的適應(yīng)期后進入對數(shù)生長期［30］。菌株在4～20 h生長迅速，在此期間苯胺快速降解，苯胺的降解率在16 h 達97.2%，苯胺完全降解后，OD 值繼續(xù)增加到某一最大值后開始下降，說明菌株能夠繼續(xù)利用過程中的中間產(chǎn)物，使苯胺徹底降解［31］。2 條曲線的變化趨勢表明苯胺的降解和菌株Q6 的生長相關(guān)。

圖4 苯胺降解過程和菌株生長曲線Fig.4 Degradation process of Aniline and growth curve of strain

2.3 影響因素結(jié)果分析

2.3.1 接種量對菌株Q6 降解苯胺的影響

為了研究接種量對苯胺降解的影響，選用5%～25%的接種量進行苯胺測試，結(jié)果如圖5 所示，由圖5可以看出，降解率隨著接種量的增加而增加，與Ochrobactrum sp.MC-01 對苯胺的生物降解實驗［23］和Alcaligenes faecalisKDI 對苯酚和喹啉的降解實驗［32］結(jié)果類似。由此可見，接種量提升了菌株對污染物毒性的耐受性。培養(yǎng)相同的時間，高接種量的菌株指數(shù)期活菌數(shù)量相比低接種量高，加速了對底物的降解［33］。由圖5 還可以看出，10%～25%接種量12 h 降解率為74.4%～82.7%，12 h 后降解率無顯著差異，因此選取10%作為菌株Q6 的接種量來降解苯胺。

圖5 接種量對苯胺降解的影響Fig.5 Effect of inoculation amount on degradation of Aniline

2.3.2 pH 對菌株Q6 降解苯胺的影響

pH 值對菌株Q6 降解苯胺的影響如圖6。在pH 5～8 的范圍內(nèi)，20 h 內(nèi)苯胺的降解率均在95.0%以上，表明菌株Q6 具有良好的pH 耐受范圍，并且可以很好的應(yīng)對工業(yè)廢水不同pH 特性。在酸性和中性條件下菌株對苯胺的降解優(yōu)于堿性，與Peng H 等［15］研究pH對菌株Delftia tsuruhatensisAD4 降解苯胺的影響結(jié)果一致。pH 為7 時，4，8 和12 h 菌株Q6 對苯胺的降解率分別為27.9%，66.4%和92.4%，初始濃度500 mg L-1苯胺可以在16 h 降解完全，因此菌株Q6 降解苯胺最適pH 為7。當(dāng)pH 為5 和8 時，苯胺降解率略有下降，16 h 苯胺的降解率分別為70.8%、87.9%。pH 為9時，16 h 苯胺的降解率僅為21.5%。原因是高堿性條件下影響細胞膜所帶電荷使酶的活性受到抑制，影響酶和污染物分子的結(jié)合，抑制了苯胺的降解效率［34］。

圖6 pH 對苯胺降解的影響Fig.6 Effect of pH on degradation of Aniline

2.3.3 溫度對菌株Q6 降解苯胺的影響

溫度影響菌株的生長和代謝活性。Acidovorax sp.與本研究中分離的菌株Q6 具有約99.93%的序列相似性，是一種中溫細菌，最適生長溫度在25～45 ℃之間［32］。因此，選用23，28，33，37 和43 ℃溫度梯度研究溫度對菌株Q6 降解苯胺的影響，結(jié)果如圖7 所示。從圖7 可以看出，菌株Q6 降解苯胺的合適溫度為23～37 ℃，此溫度范圍內(nèi)苯胺在24 h 降解率均高達92.0%以上，表明菌株對普通環(huán)境溫度有很強的適應(yīng)性。溫度為33 ℃時，4、8 和12 h 苯胺的降解率分別為27.9%、66.4%和92.4%，初始濃度500 mg·L-1苯胺可以在16 h 降解完全，因此菌株Q6 降解苯胺最適溫度為33 ℃，28 ℃和37 ℃時，16 h 內(nèi)苯胺的降解率均可達 到95.0%以 上，與Chengbin X 等［33］研 究 的Delftia sp.XY16 菌降解苯胺的特性的結(jié)論相似。在43 ℃時8h 苯胺降解率僅為11.4%，之后沒有發(fā)生顯著變化，主要原因是酶活性受到抑制影響苯胺降解速率［35］。另一方面，在高于最佳溫度范圍（23～37 ℃）的溫度下，微生物生長速率的降低可能與細胞膜流動性和膜蛋白營養(yǎng)轉(zhuǎn)運效率的降低有關(guān)［36］。

圖7 溫度對苯胺降解的影響Fig.7 Effect of temperature on degradation of Aniline

2.3.4 外加碳氮源對菌株Q6 降解苯胺的影響

添加額外的碳氮源會促進或抑制有毒污染物的生物降解。如圖8 所示，以苯胺為唯一碳氮源時的對照組中，降解率為76.2%，OD 值為0.44。與對照相比，額外添加碳源乙酸鈉或蔗糖對苯胺降解有一定的促進作用，降解率均提高了5.0%以上，而添加淀粉和葡萄糖則表現(xiàn)出抑制作用，葡萄糖抑制較為明顯，降解率降低了16.6%，OD 值為0.38。王薇等［37］也曾報道葡萄糖對Rhodoccocus sp.AN5 降解苯胺過程有抑制作用，可能是菌株生長優(yōu)先利用葡萄糖作為碳源，使苯胺降解率降低。然而值得注意的是，苯胺降解率的降低不僅僅是由于菌株優(yōu)先利用葡萄糖，額外添加葡萄糖培養(yǎng)基的OD 值低于對照組，表明生長受到明顯的整體抑制［39］。在額外添加尿素作為第二氮源的試驗中表現(xiàn)出顯著的抑制作用，降解率僅為24.3%，可能是尿素影響了酶活性，改變了菌株代謝途徑。而添加硫酸銨、氯化銨、硝酸銨后均促進了菌株對苯胺的降解，氯化銨為最優(yōu)氮源，降解率較對照組提高了20.8%，OD值為0.66，其次是硝酸銨、硫酸銨，降解率分別提高了17.3%和12.5%。這說明，菌株降解苯胺的過程受外加氮源的影響較外加碳源明顯，可以作為共代謝基質(zhì)適量添加在苯胺廢水處理系統(tǒng)中，提高處理系統(tǒng)中苯胺的降解效率。

圖8 外加碳氮源對苯胺降解的影響1—對照，2—乙酸鈉，3—淀粉，4—葡萄糖，5—蔗糖，6—硫酸銨，7—氯化銨，8—硝酸銨，9—尿素Fig.8 Effect of additional carbon and nitrogen source on degradation of Aniline 1—Contrast，2—Sodium acetate，3—Starch，4—Glucose，5—Sucrose，6—Ammonium sulfat，7—Ammonium chloride，8—Ammonium nitrate，9—Urea

2.4 菌株Q6 對苯胺的降解及動力學(xué)研究

2.4.1 菌株Q6 對苯胺的降解及耐受性結(jié)果分析

菌株的生長情況受苯胺濃度的影響，苯胺濃度越高其對生物的毒性越大。因此，研究在不同初始苯胺濃度下菌株的生長及對苯胺的降解是評價降解能力的主要標(biāo)準(zhǔn)之一［15］。菌株對不同初始濃度苯胺的降解如圖9。由圖9 可以看出，菌株能夠?qū)⒊跏紳舛葹?00，500，1000，1500，2000 mg·L-1和3000 mg·L-1的苯胺分別在8，16，20，24，36 h 和80 h 降解95.0%以上，并且隨著濃度的升高，適應(yīng)期也相應(yīng)延長。原因是極高濃度苯胺降解環(huán)境使部分菌株死亡，導(dǎo)致活菌數(shù)量減少，使適應(yīng)期延長。在4000 mg·L-1苯胺濃度下，菌株仍能存活并緩慢增殖且有微弱的降解能力，說明菌株能耐受4000 mg·L-1苯胺。菌株Q6 對苯胺的耐受濃度和降解效率均優(yōu)于目前報道的大多數(shù)細菌［20-22］。菌株Q6 具有良好的抗苯胺能力，極其適合處理高濃度苯胺廢水。

圖9 不同初始濃度菌株Q6 對苯胺的降解及生長Fig.9 Degradation and growth of Aniline by strain Q6 at different initial concentrations

2.4.2 菌株Q6 對苯胺的降解動力學(xué)分析

對苯胺降解過程采用零級、一級反應(yīng)動力學(xué)方程式進行擬合，結(jié)果如表1 所示，苯胺初始濃度在200～500 mg·L-1之間時，菌株降解苯胺的過程用一級反應(yīng)動力學(xué)描述，在1000～3000 mg·L-1之間時用零級反應(yīng)動力學(xué)描述，R2均達到0.9 以上。這與Ochrobactrum anthropi菌［39］對苯胺的降解過程相似，低濃度時比生長速率與基質(zhì)濃度為一級反應(yīng)特征，高濃度時表現(xiàn)為為零級反應(yīng)特征。1000～1500 mg·L-1時，降解速率逐步增大，1500 mg·L-1時降解速率達到最大值49.92 mg·（L·h）-1，原因是有充足的碳源以供菌株生長。隨著初始濃度的升高，降解速率減小，是由于過高濃度的苯胺對菌株的生長有抑制和毒害作用，使降解速率減小。與之前研究報道相比，菌株Deftia sp.AN3 可耐受5000 mg·L-1苯胺，降解速率為29.76 mg·（L·h）-1［40］；菌株Klebsiella sp.ZL-1對苯胺的最大降解速率僅為27.61 mg·（L·h）-1［42］；菌株Candida tropicalisAN1 的最大降解速率也僅為17.80 mg·（L·h）-1［20］；菌 株P(guān)seudomonas sp.Z1 的最大降解速率為41.40 mg·（L·h）-1［9］，這些菌株對苯胺的降解速率均低于菌株Q6。因此，菌株Q6 對苯胺有更高的生物降解能力。

表1 菌株對不同苯胺初始濃度的降解動力學(xué)方程Table 1 Degradation kinetics equations of strain to different initial concentration of Aniline

2.4.3 菌株Q6 降解苯胺的生長動力學(xué)分析

對其生長過程采用Haldane 方程［27］進行擬合（圖10），得到菌株Q6 對苯胺的降解動力學(xué)方程為：

圖10 菌株對不同苯胺初始濃度的比生長速率Fig.10 Specific growth rates of strain to different initial concentrations of Aniline

動力學(xué)參數(shù)：μmax=0.130 h-1，Ks=190 mg·L-1，Ki為8497 mg·L-1，R2為0.994，實驗數(shù)據(jù) 與模型擬合度良好。從圖10 可以看出，比生長速率隨著初始苯胺濃度的增大呈先增加后減少的趨勢，表明苯胺是一種抑制底物。降解苯胺最適濃度為1272 mg·L-1，初始苯胺濃度低于1272 mg·L-1時，菌株Q6 的比生長速率與初始苯胺濃度成正比關(guān)系，原因是缺乏充足的碳源以供菌株生長，此時培養(yǎng)基中苯胺的濃度對菌株的生長起主要作用。初始苯胺濃度高于1272 mg·L-1時，菌株Q6 的比生長速率與初始苯胺濃度成負相關(guān)，此時隨著初始苯胺濃度的升高其對菌株抑制作用逐漸增強。除此之外，反應(yīng)體系中各種中間代謝物的積累也是造成比生長速率下降的原因之一。通過表2 中生長動力學(xué)參數(shù)對比可以看出，菌株Q6 具有較高的μmax和Ki值，表明該菌株具有較強的苯胺耐受能力。

表2 不同苯胺降解菌的生長動力學(xué)參數(shù)對比Table 2 Comparison of growth kinetic parameters of different Aniline-degrading bacteria

3 結(jié)論

（1）從化工廢水廠的活性污泥中分離出一株耐高濃度苯胺降解菌Q6，經(jīng)鑒定為食酸菌屬（Acidovorax sp.）。該菌株可以在苯胺為唯一碳氮源無機鹽培養(yǎng)基中生長，能耐受高達4000 mg·L-1的苯胺。

（2）菌株Q6 降解苯胺具有較寬的環(huán)境適應(yīng)范圍和較高的苯胺降解率，最適條件下：接種量10%、pH 7和溫度33 ℃，該菌株對不同初始濃度（200～3000 mg·L-1）苯胺的降解率均可達95.0%以上，添加氯化銨作為額外氮源，降解率較對照組提高了20.8%，可作為共代謝基質(zhì)適量添加提高苯胺降解率。

（3）降解動力學(xué)分析表明，苯胺初始濃度在200～500 mg·L-1之間時，菌株Q6 降解苯胺的過程呈現(xiàn)一級反應(yīng)動力學(xué)反應(yīng)，在1000～3000 mg·L-1之間時呈現(xiàn)零級動力學(xué)反應(yīng)，其最大降解速率可達49.92 mg·（L·h）-1，高于目前報道的大多數(shù)苯胺降解菌。該菌株降解不同初始濃度苯胺生長動力學(xué)與Haldance 模型擬合度良好，動力學(xué)參數(shù)：μmax為0.130 h-1，Ks為190 mg·L-1，Ki為8497 mg·L-1，R2為0.994，當(dāng)濃度高于1272 mg·L-1時，生長速率開始下降，出現(xiàn)抑制模式。