利用细菌群落和生物膜提高多环芳烃的生物降解效率

《BMC Microbiology》：Enhancing biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons using bacterial consortia and biofilm

　　

摘要

石油及其成分，如多环芳烃（PAHs），因其具有毒性、遗传毒性、致突变性和/或致癌性，对环境造成严重的全球性威胁。与传统的物理和化学处理方法相比，利用本地具有PAH降解能力的细菌来净化这些污染物是一种更加环保、便捷且成本低廉的方法。在本研究中，通过培养富集技术从受石油污染的土壤中分离出了多种细菌。以菲和萘作为PAHs的代表，并将其作为分离出的细菌的唯一碳源和能量来源。其中A1、A3和B8-1三种菌株被认定为最具菲和萘降解能力的菌株。接着，用这三种菌株构建了四种不同的微生物组合，同时促使这些单个菌株以及所构建的微生物组合形成生物膜。实验结果表明，在37℃和pH 7的条件下，菲和萘的生长速率及降解速率最高。无论是悬浮状态还是生物膜状态，单个菌株的菲降解能力都高于微生物组合。此外，形成生物膜后，A1、A3这两种单个菌株以及相应微生物组合的降解速率都有所提升。最后，用这些具有生物膜降解能力的菌株在人工污染的土壤中进行了测试。实验结果表明，与悬浮培养相比，生物膜生长模式在PAHs降解方面更为有效，因此可有效用于修复受PAHs污染的土壤。通过16S rRNA鉴定，这三种菌株分别属于B8-1（Bacillus paramycoides）、A1（Bacillus paranthracis）和A3（Bacillus licheniformis）。