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甲基叔丁基醚(MTBE)是目前广泛使用的汽油添加剂,因价格低廉、与汽油互溶性好、可减少汽车尾气臭氧和CO排放等优点,MTBE生产及应用需求大增。然而,MTBE的理化性质决定了其在水中的溶解性很高,且很难生物降解。在储存、运输过程中泄露至环境中的MTBE,最终会造成严重的土壤或地下水污染,影响环境安全及人类健康。为有效开展MTBE生物修复,本研究室通过富集获得了MTBE降解混合培养物,并已开展了混合物的降解效率、微生物组成类型及特性以及关键酶基因的检测等研究。在此基础上,我们进一步开展了混合培养物对环境中MTBE共存污染物的降解及共存污染物对MTBE降解的影响、MTBE降解关键基因的克隆表达、降解混合培养物中苯降解菌的筛选及降解特性等方面的研究,为更好的建立MTBE及共存污染物生物降解技术提供理论储备。
首先在气相色谱分析的基础上,检测了MTBE降解混合培养物对环境中的MTBE共存污染物的降解能力。除MTBE外,混合培养物也能高效降解约50mg/L叔丁醇(TBA)、甲基叔戊基醚(TAME)、正己烷(n-hexane)、正庚烷(n-heptane)及六种苯系物(BTEX),而不能降解异辛烷(isooctane)、氯苯(chlorobenzene)和硝基苯(nitrobenzene)。与MTBE相比,TAME是难降解的底物,而TBA、正己烷、正庚烷、及BTEX均为易降解底物。正己烷、正庚烷与MTBE共存时能促进MTBE的降解,而TAME、TEX则会抑制MTBE的降解。混合培养物在含正己烷、正庚烷、苯、甲苯为唯一碳源的培养基中预培养后,MTBE降解效率下降。
根据检测到的烷烃单加氧酶ORF,设计引物,PCR得到了全长为1185bp的基因,编码一个约44kD的蛋白质,BLAST结果表明其与Conexibacter-woeseiDSM14684的烷烃单加氧酶(YP003397515.1)氨基酸序列一致性为61％,相似性为77％,可能是MTBE降解途径中涉及的关键酶。
从MTBE降解混合培养物中筛选到了多株苯系物降解菌,挑选其中降解效率较高的BD1菌株进行了系统研究,根据16sDNA及初步生理生化鉴定为节杆菌属(Arthrobactersp),其在30℃,pH6.0,15％接种量时降解效果最佳,在此条件下,BD1可降解高达852.65mg/L的苯,具有一定的应用价值。