焦化污染场地中萘降解菌株AO-4鉴定、生长、降解机理及环境条件带来的影响（一）
摘要：为从焦化污染场地中分离萘高效降解菌，采用萘作为唯一碳源，通过梯度筛选和富集培养获得一株高效萘降解菌株AO-4.依据形态及16S rDNA基因序列，将其鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa).通过PCR验证了菌株基因组中含有萘双加氧酶基因(nahAC)和邻苯二酚2，3-双加氧酶基因(nahH)，推测该菌可能是通过水杨酸途径对萘进行降解.在对菌株降解特性分析中发现，菌株AO-4在24h对萘(400mg/L)的降解率达到97.67%，菌株的生长、脱氢酶活性与萘的降解率呈正相关.其次，探究了温度、pH、萘初始浓度和菌量对菌株降解萘的影响，明确最适降解温度为30℃、pH为5.0～7.0;在一定范围内，菌株降解效率随着萘浓度和菌量的增大而提高.对该菌株降解多环芳烃(PAHs)的广谱性测试表明，AO-4不仅能有效降解萘，而且对其他PAHs，如芴、菲、蒽和芘在单一和混合体系中均有不同程度的降解，研究结果可为PAHS污染场地的微生物修复提供一定的技术支持。
多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是由两个或两个以上的苯环组成的一类持久性环境污染物，主要来自于化石燃料的加工和燃烧（如炼焦、燃煤）以及生物质和有机物的不完全燃烧。PAHs疏水性强、毒性大、难降解及易致癌，被很多国家列为优先控制的对象。PAHs可在环境中四处扩散，最初以气态形式存在于空气中，经过沉降作用最终进入土壤或水体中。吸附在土壤颗粒中的PAHs可经农作物富集进入食物链，对人类健康构成了巨大的威胁。此外，土壤中的PAHs还可再次进入大气和水体，造成二次污染。PAHs污染的一个重要来源是焦化工业，近年来，随着我国产业结构的变动，大量焦化工业搬迁带来的场地残留污染问题日益突出。因此，对焦化污染土壤中的PAHs进行治理尤为重要。
土壤PAHs污染的修复方法主要有物理修复（如热解吸、溶剂萃取等）、化学修复（如光催化、高级氧化等）和生物修复（如微生物修复、植物修复等），但传统的物化方法具有成本高、污染物去除不彻底且易造成二次污染等弊端。近年来，生物修复尤其是微生物修复因其具有成本低、无二次污染并且可原位修复等优点逐渐成为降解PAHs污染的重要手段。通过微生物的生长代谢，把PAHs同化成自身机体的组成部分或者异化成CO2和H2O，最终实现对PAHs的降解。在降解过程中，功能菌群的筛选是微生物降解PAHs的关键所在。众多研究人员分离筛选了PAHs可降解菌，如假单胞菌属（Pseudomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）、诺卡氏菌属（Nocardia）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、分枝杆菌属（Mycobacterium）和产碱杆菌属（Alcaligenes）等细菌，并进一步研究了其对PAHs的降解特性。黄海英等报道了使用假单胞菌菌株在48h内，对800mg/L萘的最大降解率为77%；Lyu等分离出来的降解菌株Novophingobium pentaromativoransUS6.1能够降解菲、芘、苯并芘，且菌株对菲的降解在24h可达86.62%；王岩从近海的沉积物中分离得到可以高效降解菲、蒽、芘的菌群，降解率可达到91.7%。大量研究表明，从不同污染水体、土壤中分离筛选到的降解菌株有各自不同的特点。环境中污染物的降解与降解微生物的生态位情况密切相关，从污染区域中分离出的微生物更能有效利用相应的污染物，对污染物的转化效率明显高于其他来源的微生物。
本研究基于对焦化污染场地中PAHs污染的原位微生物修复需求，从该焦化污染场地中分离出一株高效萘降解菌株AO-4，并对其进行了鉴定，研究了菌株AO-4对萘的降解性能，评估了环境条件（温度、pH、萘初始浓度和菌量）对菌株降解萘的影响，探讨了降解机理，进一步考察了菌株对其他PAHs芴、菲、蒽、芘在单一和混合体系中的降解能力，以期为焦化污染场地中PAHs的生物修复和治理提供理论依据和技术支撑。