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摘 要

萘是典型的多环芳烃（PAHs）之一，由于其结构的简单性，是PAHs污染研究中的典型化合物。本文针对萘的微生物降解，利用相关技术手段，研究了某菌群对萘的降解特性和降解途径。

本实验菌通过富集驯化从扬子石化净水车间获取的好氧活性污泥，获得了一组萘降解混合菌群，利用高通量测序技术对混合菌群的进行了微生物多样性分析，结果表明混合菌群中优势菌属为Acinetobacter sp.（44.49％）、Taibaiella sp.（15.49％）、Pseudomonas sp.（15.2％）。

考察了底物萘浓度和pH对混合菌群降解效果的影响。实验结果表明确定了菌群降解萘的最佳pH为7.0，最佳底物萘浓度为100mg/L。在最佳降解条件下反应48小时，混合菌群对萘的降解率高达97.32%。

同时，利用气质联用仪 (GC-MS) 对降解样品进行检测分析，结果发现混合菌群降解萘过程中产生了邻苯二甲酸等物质，从而推断该菌群降解萘的代谢途径是邻苯二甲酸途径。

关键词：萘 好氧降解 代谢途径

Screening and Identification of Naphthalene - degrading Bacteria and Its Degradation Characteristics

Abstract

Naphthalene is the simplest PAHs, and because it is simple, it is typical in the research of pollution. In this paper, the biodegradation of naphthalene and the degradation pathway of naphthalene were studied by using the related techniques.

In this experiment, a group of naphthalene-degrading mixed flora was obtained by enriching the aerobic activated sludge obtained from Yangzi Petrochemical wastewater plant. High-throughput sequencing were used to identify the community structure of the consortium. The results indicated that Acinetobacter sp.（44.49％）、Taibaiella sp.（15.49％）、Pseudomonas sp.（15.2％） were the dominating bacteria.

The optimum pH was 7.0, the optimum concentration of naphthalene was 100mg/ L, and the optimum degradation conditions were measured under the optimum degradation conditions. The optimum conditions were as follows: The concentration of naphthalene in the culture medium was determined by ultraviolet spectrophotometry. The degradation rate of naphthalene can reach 97.32%.

Furthermore, the intermediates of phenol degradation were detected by GC-MS Based on the intermediate analysis, the pathway of degradation of naphthalene was inferred via phthalic path.

Key Words: Naphthalene; Aerobic degradation; Metabolic pathway

目 录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT I

目录 Ⅲ

第一章 文献综述 1

1.1 多环芳烃的污染现状及其危害 1

1.1.1 多环芳烃的概述 1

1.1.2 多环芳烃对环境的污染现状 1

1.1.3 多环芳烃的危害 1

1.2 萘污染目前的修复方法 2

1.2.1 物理方法 2

1.2.2 化学方法 3

1.2.3 生物方法 3

1.3 萘的微生物降解的研究现状 3

1.3.1 降解萘的微生物种类 3

1.3.2 萘的降解途径 4

1.4 本实验的研究内容及其意义 5

第二章 材料与方法 7

2.1 实验材料和设备 7

2.1.1 实验试剂 7

2.1.2 培养基 7

2.1.3 实验仪器 8

2.2 实验方法 8

2.2.1 萘降解菌的富集驯化 8

2.2.2 菌群群落结构分析 9

2.2.3 萘降解曲线的测定 9

2.2.4 菌群降解萘的最佳条件的探究 10

2.2.5 菌群降解萘的代谢途径的探究 11

第三章 实验结果 12

3.1 萘降解菌的富集驯化 12

3.2 菌群群落结构分析结果 12

3.3 菌群降解萘的最佳降解条件 13

3.3.1 菌群降解萘的最佳萘浓度 13

3.3.2 菌群降解萘的最佳pH条件 15

3.4 萘的降解曲线 16

3.5 菌群降解萘途径的初步分析 16

第四章 总结与展望 18

参考文献 19

致谢 21

第一章 文献综述

1.1 多环芳烃的污染现状及其危害

1.1.1 多环芳烃的概述

多环芳烃（PAHs）是由两种或多种稠合苯环组成的有机化合物^[1]，由两个芳环稠和组成的多环芳烃有萘、苊和芴，三个芳烃稠合的有蒽，菲和荧蒽，目前发现的多环芳烃共计有18种同类化合物^[2]。多环芳烃主要有两个来源，人为来源是石油燃烧过程中发生的热裂解和煤焦化、汽车废气、焚烧废物、工业废水的排放等，非人为因素是火山爆发，森林火灾和微生物过程等^[3]。

多环芳烃类化合物的种类繁多，本文针对工业上用途广泛的稠环芳烃—萘进行研究讨论。萘，分子式为C₁₀H₈，是最简单的多环芳烃^[4]。萘主要来源于炼油工艺，焦炭制造业和碳质材料的不完全燃烧^[5]。萘化合物具有相对较高的毒性，能导致肾损伤，先天性异常，癌症以及有对生物降解的抗性^[6]。因此，从废水和污染土壤中去除萘已经成为水土资源安全保障的一个重要问题。

1.1.2 多环芳烃对环境的污染现状

多环芳烃通常能在水，沉积物和生物群中被发现。由于其分子量大，大多数多环芳烃是非挥发性的，因此，它们不被认为是重要的空气污染物。但是由于土壤的沉降和渗透作用，这些污染物最终都积累在了其中。多环芳烃由于其化学稳定性和抗生物降解性而成为土壤污染的“罪魁祸首”。

随着全球工业化进程的推进，过去几十年来，各种环境污染越来越多地结合起来，许多多环芳烃显示出的生物累积性质^[7]，使得环境中的多环芳烃在国土资源和水资源中不断富集。漏油，地表水的流动性，工业和市政废水排放是多环芳烃进入地表的主要途径^[8]，因此制药厂、化工企业以及油田周边的土壤，由于工厂废水的长期排放和渗透，受到了多环芳烃的严重污染。

1.1.3 多环芳烃的危害

多环芳烃广泛存在于自然环境中，它们有毒，致癌，致突变，并且是非挥发性的^[9]，能够通过地表水活动和在在土壤中的渗透作用，严重危害周边居民的生命安全，有研究表明^[10]，长期生活于焦化厂附近的居民患癌症的比例远远大于普通人群。

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