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磺胺二甲嘧啶廢水處理系統中Exiguobacterium sp.H-1的分離及其環境適應特性

2024-02-16 13:00陳田王壯蘆夢瑤陳研周佳屈建航潘婧詩羅宇
環境工程技術學報 2024年1期
關鍵詞:二甲基苯胺嘧啶

陳田,王壯,蘆夢瑤,陳研,周佳*,屈建航*,潘婧詩,羅宇

1.河南工業大學生物工程學院

2.河南工業大學國際教育學院

近年來,隨著全球人口的快速增長和對動物蛋白食品需求的不斷增加,抗生素的消耗量在全球范圍內持續增加。據統計,自然環境中殘留的磺胺類抗生素濃度接近 mg/L 級別[1]?;前范奏奏ぃ╯ulfamethazine,SMZ)是一種短效性磺胺類抗菌藥物,在畜禽和水產養殖等領域應用較多[2],動物無法完全消化吸收的SMZ 會通過糞便和尿液釋放出來,以原藥或代謝產物進入土壤和水環境[3-4],影響環境中微生物和動植物的生長,產生抗生素耐藥性以及抗性基因,并通過基因水平轉移與病原體結合,導致更高的致病風險[5]。SMZ 結構復雜,難以自然降解,這一類新興有機污染物引起的抗生素污染問題亟待解決[6]。

目前,SMZ 的去除主要采用物化處理工藝,如吸附法、催化氧化法和電化學氧化法等[7],雖然這些方法降解率相對較高,但其處理負荷有限,二次耗能、成本較高,且會對環境產生二次污染[8]。而生物法主要通過微生物的生命活動,將難以分解的抗生素(如SMZ)分解為小分子物質[9],其中SMZ 降解菌的分離和獲得是生物法處理SMZ 的重要環節,但目前關于降解SMZ 的功能微生物的研究較為缺乏,亟須開發SMZ 高效降解菌的優質菌種資源。車琦[10]從地下水中分離出以磺胺二甲嘧啶為唯一碳源的菌株WQD2,當SMZ 濃度為5 mg/L 時,降解率可達80.80%±0.6%;當SMZ 濃度升至10 mg/L 時,降解率只有9.83%±0.2%。Pan 等[11]從抗生素制藥廠的活性污泥中篩選分離出一株SMZ 降解菌Geobacillus thermoleovoransS-07,通過外加酵母提取物和葡萄糖條件下,24 h 內對10 mg/L 的SMZ 的降解率為95%。Huang 等[12]從處理SMZ 廢水的厭氧序批式反應器的活性污泥中篩選到一株SMZ 降解菌S-3,當溫度為30 ℃、pH 為7 時,菌株S-3 對5 mg/L 磺胺二甲嘧啶的降解率為33.40%。這些研究結果表明微生物在去除廢水中的SMZ 方面具有潛在價值,但SMZ 降解菌在實際應用過程中易受到各種環境因素的影響,導致其對SMZ 修復效果欠佳,因此SMZ 降解菌的環境適應性研究尤為重要。本研究以處理SMZ 廢水的兩級生物接觸氧化反應器內的污泥為原料,分離出一株磺胺二甲嘧啶降解菌,探究SMZ 濃度、接種量、pH 和溫度各因素對該菌株降解SMZ過程中環境適應性的影響,利用響應面法優化該菌株降解SMZ 的最佳環境條件,基于液相色譜/質譜法(LC/MS)推測其生物降解SMZ 的途徑,以期為SMZ污染水體的環境修復提供微生物菌種資源。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料來源

活性污泥樣品來源于兩級生物接觸氧化反應器處理磺胺二甲嘧啶廢水系統運行第80 天時填料上的活性污泥。

1.1.2 主要試劑

磺胺二甲嘧啶廢水:無水乙酸鈉1.15 g/L,氯化銨0.34 g/L,磷酸二氫鉀0.10 g/L,以磺胺二甲嘧啶作為降解目標,微量元素1.00 mL/L(1.50 g/L FeCl3·6H2O,0.15 g/L H3BO3,0.03 g/L CuSO4·5H2O,0.03 g/L KI,0.12 g/L MnCl4·H2O,0.06 g/L NaMoO4·2H2O,0.12 g/L ZnSO4·7H2O,0.15 g/L CoCl2·6H2O),去離子水1 L,7×104Pa 滅菌20 min。

1 000 mg/L 磺胺二甲嘧啶溶液[13]:稱取0.10 g磺胺二甲嘧啶,加入到乙腈中,定容至100 mL,避光保存,使用時采用無菌的0.22 μm 濾膜推濾滅菌。

LB(肉湯)培養基[14]在7×104Pa 下滅菌20 min。

1.2 方法

1.2.1 菌株的分離與篩選

稱取10.00 g 活性污泥于90.00 mL 含1.00 mg/L 磺胺二甲嘧啶廢水中,于28 ℃條件下搖床培養5 h,靜置1 h。吸取上層懸浮液1.00 mL 于9.00 mL 的無菌水中,依次梯度稀釋成10?9~10?1的菌懸液。每個梯度各取0.50 mL 涂布于含1.00 mg/L 磺胺二甲嘧啶的LB 固體培養基上,在28 ℃條件下培養2~3 d。利用三區劃線法進行純化,直至出現單菌落,將其命為H-1。根據《細菌分子遺傳學分類鑒定法》和《常見細菌系統鑒定手冊》對其進行生理生化測定[15-16]。

1.2.2 細菌的系統發育分析

將篩選到的菌株H-1 用堿裂解法制備DNA 模板,采用細菌通用引物1492R(5′-CTACGGCTACCT TGTTACGA-3′)和27F(5′-GAGAGTTTGATCCTG GCTCAG-3′)進行PCR 擴增[17],得到的PCR 產物經上海生物工程股份有限公司測序,通過BLAST 程序將測序所得16S rRNA 基因序列與GenBank 數據庫進行比對,構建系統發育樹。

1.2.3Exiguobacteriumsp.H-1 的生長和降解特性

1.2.3.1 生長曲線和降解曲線的測定

挑取適量的H-1 菌落接種至200 mL LB 液體培養基中,28 ℃、150 r/min 條件下培養。以未接菌的培養基作為空白對照,每隔4 h 取7 mL 測定其OD600,繪制生長曲線,設置3 組平行試驗。

挑取適量H-1 菌落于LB 液體培養基,在28℃、150 r/min 條件下培養12 h 后,8 000 r/min 離心8 min,棄上清,無菌水重懸3 次后,調節OD600至1.0。以4%接種量接種到5 mg/L 磺胺二甲嘧啶廢水中,28 ℃、150 r/min 培養,以4 h 間隔周期取樣,8 000 r/min 離心8 min,取上清液,0.22 μm 濾膜推濾,高效液相色譜法測定SMZ 濃度,繪制降解曲線[18]。

高效液相色譜法采用Agilent ZORBAX SBC18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱,檢測波長為268 nm,進樣量為20.00 μL,流速為1.00 mL/min,流動相a 相為乙腈,b 相為純凈水。流動相洗脫梯度:0~2.00 min 40% a 相,2.00~4.00 min 30% a 相,4.00~6.00 min 25% a 相。

1.2.3.2 單因素試驗

挑取適量H-1 菌落接種至LB 液體培養基,在28 ℃、150 r/min 條件下培養12 h 后,8 000 r/min 離心8 min,棄去上清,無菌水重懸3 次后調OD600至1.0。接種到磺胺二甲嘧啶廢水中,在28 ℃、150 r/min 條件下培養48 h 后,8 000 r/min 離心8 min,高效液相色譜法測定上清液中SMZ 濃度,分別考察不同初始SMZ 濃度、接種量、pH、溫度等條件下,菌株H-1 對磺胺二甲嘧啶降解率的影響。

將上述OD600為1.0 的H-1 菌懸液分別接種于SMZ 濃度為1、3、5、7、9 mg/L 的SMZ 廢水中;將上述OD600為1.0 的H-1 菌懸液分別以接種量為2%、4%、6%、8%、10%和12%(體積比)接種于SMZ 廢水中;分別將SMZ 廢水的pH 調節至5.0、6.0、7.0、8.0 和9.0;分別在20、24、28、32 和36 ℃條件下振蕩培養。

1.2.3.3 響應面試驗設計

基于單因素試驗,設計3 因素3 水平的響應面試驗(Design Expert 12.0 軟件),對菌株H-1 的接種量、SMZ 廢水的pH、培養溫度進行編碼,以SMZ 降解率為響應值,選用Box-Behnken試驗設計響應面試驗(表1)。

表1 響應面分析因素和水平Table 1 Factors and levels of response surface analysis

挑取適量H-1 菌落于LB 液體培養基中,28 ℃、150 r/min 培養12 h,然后以8 000 r/min 離心8 min,棄去上清液,無菌水重懸后調OD600至1.0,接種到5 mg/L SMZ 廢水中,28 ℃、150 r/min 培養48 h,8 000 r/min 離心8 min,0.22 μm 濾膜推濾,高效液相色譜法測定SMZ 濃度。利用響應曲面模型對菌株H-1在SMZ 水體環境中適應條件進行優化,確定最佳條件并進行驗證試驗。

1.2.3.4 SMZ 降解中間產物

挑取適量H-1 菌落于LB 液體培養基中,28 ℃、150 r/min 培養12 h,然后8 000 r/min 離心8 min,棄去上清液,無菌水重懸后調節OD600至1.0,以上述響應面優化出的最佳降解條件接種到5 mg/L SMZ廢水中,分別在第0、48 小時取樣,進行LC-MS/MS檢測。質譜條件:采用Agilent ZORBAX SB-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱,檢測波長為268 nm,進樣量為20.00 μL,流速為1.00 mL/min,流動相a 相為乙腈,b 相為純凈水。流動相洗脫梯度:0~2.00 min 40% a 相,2.00~4.00 min 30% a 相,4.00~6.00 min 25% a 相。電噴霧離子源(ESI)選用正離子掃描模式,電壓為3.0 kV,離子源溫度為 150 ℃,溶劑氣體流量為 650 L/h,溶解氣溫度為 450 ℃,反吹氣流量為150 L/h,對不同的質核比(m/z)進行掃描測定。

2 結果與分析

2.1 分離菌H-1 的形態及部分生理生化特性

菌株H-1 在LB 培養基上于28 ℃培養1~2 d后,菌落呈圓形、黃色,菌體呈長桿狀(圖1),長1.27 μm,寬0.6 μm,好氧菌,革蘭氏染色陽性,其生理生化特征[19]見表2。

圖1 菌株H-1 掃描電鏡圖Fig.1 Scanning electron micrograph of strain H-1

表2 菌株H-1 的部分生理生化特性Table 2 Partial physiological and biochemical properties of strain H-1

2.2 菌株H-1 的系統進化分析

菌株H-1 的16S rRNA 序列長度為1 470 bp。在NCBI 中進行同源性分析(BLAST 軟件),采用neighbor-joining 法(MEGA 7.0 軟件)構建菌株H-1的系統發育樹,結果(圖2)表明,菌株H-1 與Exiguobacteriumprofundum的相似性高達99.52%,并與其在系統發育樹上親緣關系最近。綜合菌株H-1的菌落和菌體形態、生理生化特征及16S rRNA 基因序列比對結果,鑒定菌株H-1 為Exiguobacterium屬。

圖2 菌株H-1 基于16S rRNA 基因序列構建的系統發育樹Fig.2 Phylogenetic tree of strain H-1 based on 16S rRNA gene sequence

2.3 菌株H-1 的生長曲線和降解曲線

菌株H-1 的生長和降解曲線如圖3 所示。由圖3可見,菌株H-1 生長迅速,維持36 h 之后進入穩定期,衰亡期相對較長。隨著菌株H-1 的生長,對SMZ的降解率逐漸增加,在48 h菌株H-1 降解SMZ 的效果最佳,其降解趨勢與生長趨勢正相關。

圖3 菌株H-1 的生長和降解曲線Fig.3 Growth and degradation curve of strain H-1

2.4 環境因素對菌株H-1 降解SMZ 廢水效果的影響

選取SMZ 濃度、H-1 接種量、pH 和培養溫度考察環境因素對菌株H-1 降解SMZ 效果的影響。由圖4(a)可見,當SMZ 濃度為1 mg/L 時,菌株H-1 對其降解率為9.49%;當SMZ 濃度為5 mg/L 時,其降解率最高,為10.45%;當SMZ 濃度高于5 mg/L 時,菌株H-1 降解SMZ 的效果逐漸減弱,說明持續升高的SMZ 濃度對其生長的毒性作用增強,導致其活性降低,因此選擇5 mg/LSMZ 進行后續試驗。圖4(b)反映出當菌株H-1 的接種量為4%時,其對SMZ 降解效果最佳,降解率為9.47%。隨著接種量的逐漸增加,營養物質有限,產生代謝廢物增多,從而導致SMZ 降解率下降。由圖4(c)可知,SMZ 廢水的初始pH 過小或過大都會極大地抑制菌株H-1 的降解效果,中性(pH=7)時其降解效果較好。圖4(d)中菌株H-1 對SMZ 的降解率隨著溫度的升高而升高,在28 ℃時達到最高,之后隨溫度的升高逐漸降低,說明溫度過高會影響細胞酶活性,致使其降解SMZ 效果逐漸減弱。

圖4 初始SMZ 濃度、接種量、pH 和溫度對菌株H-1 環境適應性的影響Fig.4 Effect of initial sulfamethazine concentration,inoculum,pH and temperature on the environmental adaptation of strain H-1

2.5 響應面法優化后的環境因素對菌株H-1 降解SMZ 廢水效果的影響

選取接種量、pH 和溫度這3 個因素進一步優化菌株H-1 降解SMZ 廢水過程中的環境適應條件。通過Box-Behnken 試驗擬合,得到SMZ 降解率(Y)對接種量(A)、pH(B)、溫度(C)3 個因素的二次項回歸方程:

對模型進行回歸分析的結果表明(表3),該模型的顯著性檢驗P=0.024 2(<0.05),二次方程擬合差異顯著,具有統計學意義,可以用來預測各因素對菌株H-1 降解SMZ 廢水過程中的環境適應性,3 個因素的影響順序依次為pH>溫度>接種量。

表3 菌株H-1 的回歸方程的方差分析Table 3 Variance analysis of the regression equation for strain H-1

圖5 是pH 和接種量對菌株H-1 降解SMZ 廢水過程中環境適應性的影響。隨著pH 和接種量的改變,H-1 對SMZ 降解率呈現拋物線形式。當pH 為7.0,接種量為4%時,菌株H-1 對SMZ 的降解效果最好。圖6 表明隨著溫度和接種量的變化,菌株H-1在SMZ 廢水中的環境適應性變化不明顯。圖7 中隨著pH 和培養溫度的增加,菌株H-1 對SMZ 的降解率呈先增加后減小的趨勢。

圖5 接種量與pH 對菌株H-1 在SMZ 廢水中環境適應性的響應面及等高線Fig.5 Response surface plots and contour plots of inoculum and pH on the environmental adaptation of strain H-1 in SMZ wastewater

圖6 接種量與溫度對菌株H-1 在SMZ 廢水中環境適應性的響應面及等高線Fig.6 Response surface plots and contour plots of inoculum and temperature on the environmental adaptation of strain H-1 in SMZ wastewater

根據響應面模型預測,當接種量、SMZ 廢水pH 和培養溫度分別為4.40%、7.21 和28.86 ℃時,菌株H-1 對SMZ 的降解率最高,為12.72%。經試驗驗證,在此最佳條件下,實際SMZ 降解率為10.54%,與預測值比較接近,說明該模型具有可靠性。

2.6 菌株H-1 降解SMZ 的途徑

根據產物的組成推測菌株H-1 降解SMZ 的路徑如圖8 所示,主要有6 種中間產物,分別為N-(4,6-二甲基嘧啶-2 基)-1,4-二苯胺(產物1,m/z=215.14)、苯胺(產物2,m/z=94.07)、2-氨基-4,6-二甲基嘧啶(產物3,m/z=124.08)、4,6-二甲基嘧啶(產物4,m/z=109.08)、2-苯-4,6-二甲基嘧啶(產物5,m/z=185.12)和2-苯基-1,2-二氫嘧 啶(產物6,m/z=159.97)。菌株H-1 降解SMZ 的路徑1 為磺胺二甲基嘧啶先脫去SO2,生成嘧啶環和苯胺環,經過耦合生成N-(4,6-二甲基嘧啶-2 基)-1,4-二苯胺(m/z=215.14),然后C—N 鍵斷開生成2-氨基-4,6-二甲基嘧啶(m/z=124.08)與苯胺(m/z=94.07),而產物3 進一步脫氨生成4,6-二甲基嘧啶(m/z=109.08);路徑2 為產物1 進行脫氨反應,生成2-苯-4,6-二甲基嘧啶(m/z=185.12),隨后去甲基化生成產物6(2-苯基-1,2-二氫嘧啶,m/z=159.97)。

圖8 菌株H-1 可能的降解SMZ 途徑Fig.8 Possible SMZ degradation pathways of strain H-1

3 討論

抗生素生產量及使用量的迅速增加,加快了抗生素抗性細菌(ABR)和抗生素抗性基因(ARGs)的擴散和傳播,對生態環境和人體健康造成了威脅[20-21]。作為典型的磺胺類抗生素,SMZ 廢水的處理已引起國內外的廣泛關注。以往的研究曾采用Fe2+催化過碳酸鈉降解水體中的SMZ,當Fe2+∶過碳酸鈉∶SMZ 的最佳物質量比為15∶10∶1 時,對0.02 mmol/L SMZ 的降解率為84%,但該技術藥耗大,且污泥產量極大,需二次耗能[22]。隨著環境保護意識的增強,采用低碳和清潔的生物法處理SMZ 廢水更具應用前景[23]。如Yang 等[24]采用活性污泥法處理5 μg/L SMZ 時,SMZ 的降解率達到24%。Huang等[12]利用厭氧序批式反應器處理SMZ 廢水,當污泥停留時間延長,由5 d 到25 d 時,SMZ(27~39 μg/L)的降解率由45%提高到80%。課題組前期利用兩級生物接觸氧化反應器處理SMZ 廢水時,當進水SMZ 濃度為0.1~1 mg/L 時,SMZ 的降解率在90%以上;當SMZ 濃度增至3 mg/L 時,SMZ 的平均降解率降至39.36%,同時利用宏基因組測序技術揭示了系統內微生物群落組成和變化,挖掘了與SMZ 降解相關的核心微生物。本研究進一步從該系統中分離篩選到一株SMZ 降解菌H-1。當接種量、pH 和培養溫度分別為4.40%、7.21 和28.86 ℃時,對5 mg/L SMZ 的降解率為10.54%。當接種量大于4%時,縮短了H-1 的延滯期,但可供H-1 生長的營養物質消耗過快,代謝負荷增加導致了SMZ 降解率的下降[25]。在最適溫度28 ℃時,H-1對SMZ 的降解率最高,隨著溫度的進一步增加可能影響了與SMZ 降解有關酶的合成,導致其降解率逐漸降低。

目前,已報道的可降解SMZ 的細菌大多是從活性污泥和污水中分離出來的,主要歸屬于蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)、斯氏假單胞菌(Pseudomonas skrjabini)、蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)和類節桿菌(Paenarthrobacte)等(表4)。雖然Exiguobacteriumsp.H-1 的降解能力有限,48 h 內對5 mg/L SMZ 的降解率為10.54%,低于Achromobactersp.S-3 在24 h 時對5 mg/L SMZ 的降解率(33.40%),但其降解率仍高于Fusarium solani在168 h 時對1.5 mg/L SMZ 的降解率(18.53%)[26],以及S.oneidensisMR-1 在120 h 對2 mg/L SMZ 的降解率(23.00%)[27],這可能是因為菌株H-1 是在3 mg/L SMZ 濃度下的兩級生物接觸氧化反應器內活性污泥中分離篩選得到的,其原始生境中SMZ 濃度有限,菌株H-1 無法完全展現其降解能力。但是菌株H-1 對鹽分的適應性較強(10%NaCl),可見該菌對環境的適應能力強。此外,菌株H-1 降解SMZ 的路徑1 為磺胺二甲基嘧啶先脫去SO2,生成嘧啶環和苯胺環,經過耦合生成N-(4,6-二甲基嘧啶-2 基)-1,4-二苯胺,然后C—N 鍵斷開生成2-氨基-4,6-二甲基嘧啶與苯胺,這與張珈瑜等[9]分離篩選的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)J2 和李晨鈺[28]分離篩選的蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)降解SMZ 的途徑一致,其在生物降解、氧化降解、光降解方法中均檢測到N-(4,6-二甲基嘧啶-2 基)-1,4-二苯胺的存在,這表明脫硫途徑是SMZ 降解的基礎代謝途徑。但與這2 株菌所不同的是菌株H-1 降解SMZ 的路徑2 為N-(4,6-二甲基嘧啶-2 基)-1,4 二苯胺進行脫氨反應,生成2-苯-4,6-二甲基嘧啶,隨后去甲基化生成產物6(m/z=159.97),產物5 的MS/MS 片段在m/z=108、78 處,可能代表4,6-二甲基嘧啶和苯環[29],這可能是微小桿菌屬(Exiguobacteriumsp.)在SMZ 降解過程中的獨特之處。

表4 已報道的部分磺胺二甲嘧啶降解菌的降解效果Table 4 Degradation effect of some reported sulfamethazine degrading bacteria

微小桿菌屬分布范圍廣,具有較高的環境適應性,與其余已報道的SMZ 降解菌相比,微小桿菌屬具有多種代謝途徑以適應多種多樣的生境。趙芮等[30]發現微小桿菌具有多種能量代謝途徑相關基因,這可能是其能夠適應極端復雜環境的機制之一。在開發微生物菌劑應用到環境的過程中,對不同環境的適應能力尤為重要,而微小桿菌屬的可適性能成為其開發的優勢。

其次,微小桿菌屬具有分解有機污染物、修復重金屬污染、處理污水的功能。以往的研究從長期使用阿特拉津作除草劑的玉米田土樣中分離出Exiguobacteriumsp.BTAH1,在126 h 內能使1 000 mg/L 的阿特拉津完全礦化[31];從耐六價鉻細菌的富集培養物中篩選出Exiguobacteriumsp.S1 在8 h 內對8 000 μg/mL Cr6+降解率可達91%[32];從魚產品加工廠排污廢水中篩選得到Exiguobacterium oxidotoleransT-2-2,其細胞提取物中的過氧化氫酶活性比大腸桿菌細胞提取物高567 倍,且能在NaCl 濃度為0~12%條件下生長,是一種具有較強的H2O2分解能力的嗜鹽菌[33]。但迄今為止,鮮見微小桿菌屬降解SMZ 的相關報道。介于菌株H-1 降解SMZ 的能力仍有提升空間,在后續的研究中可從以下幾個方面進行:1)利用花生殼、玉米秸稈、甘蔗皮制備生物炭,通過固定化技術提高菌株H-1 對SMZ 的降解率,而以往的研究也表明以生物炭和海藻酸鈉為載體通過吸附-包埋技術將SMZ 降解菌H38 制成固定化菌,在25℃、150 r/min 的條件下,60 h 之內固定化菌H38 可將10 mg/L 的SMZ 完全去除,而游離菌的降解率僅為75.2%[34]?;谇捌讷@得的H-1 適應SMZ 的各種環境條件,提高其降解率。2)在實驗室條件下對菌株H-1 進行紫外誘變,以期得到理想的可應用于環境的SMZ 降解菌株。3)SMZ 作為一種抗生素,其本身對菌株H-1 的生長具有抑制作用,而復蘇促進因子(Rpf)不僅能增加惡劣環境條件下的低代謝活性細胞的代謝活性,促進其生長,而且還能刺激正常菌體的生長,其對菌株TG9 的生長及降解聯苯(BP)和多氟聯苯具有促進作用[35]。因此,后續也將利用藤黃微球菌提取制備Rpf,探究Rpf 對磺胺二甲嘧啶降解菌H-1 的促進效果。

綜上所述,微小桿菌屬可廣泛應用于生物技術、生物修復等領域,也可利用基因工程改造技術提高其基因表達量,增加活性物質的產量,其應用前景廣闊,但是目前關于Exiguobacteriumsp.H-1 對SMZ的降解機制以及實際應用等方面仍需進一步研究,這對環境中磺胺類廢水的污染治理具有現實意義。

4 結論

(1)從處理SMZ 廢水的活性污泥中分離篩選出一株SMZ 降解菌H-1,結合菌株H-1 的形態特征、16S rRNA 與系統發育分析,結果表明該菌歸屬微小桿菌屬(Exiguobacterium),其菌落呈圓形、黃色,菌體呈長桿狀,為革蘭氏染色陽性,在0~10% NaCl 的廣泛范圍內表現出較強的耐鹽性。

(2)通過單因素試驗研究了初始SMZ 濃度、接種量、pH 和溫度對Exiguobacteriumsp.H-1 降解SMZ 效果的影響,結果表明,接種量、pH 和溫度對菌株H-1 降解SMZ 的影響較大;采用響應面法進一步優化菌株H-1 降解SMZ 廢水的最佳條件,得出當接種量為4.40%、pH 為7.21、培養溫度為28.86 ℃時,對5 mg/L SMZ 的降解率為10.54%。

(3)利用LC-MS 技術分析菌株H-1 降解SMZ 的獨特之處是能夠將SMZ 脫去SO2,生成嘧啶環和苯胺環,經過耦合生成N-(4,6-二甲基嘧啶-2 基)-1,4-二苯胺,然后進行脫氨反應,生成2-苯-4,6-二甲基嘧啶,隨后去甲基化生成產物6(m/z=159.97),為SMZ 污染的生物修復提供了優良的耐鹽能力強的微生物資源。

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