摘 要

苯酚是现代工业如造纸、煤炭、石油、塑料、橡胶、药类、纤维等行业生产的原料之一。随着经济的发展，酚类污染物已经对人类和环境造成了极大的威胁。微生物降解是一种成本相对较低、处理效率较高、二次污染较少的方法。目前，大多数酚类化合物不易被微生物所降解，所以分离筛选出高效降解菌株是生物法的关键。

本实验以苯酚为唯一碳源，从南京扬子石化净水车间的活性污泥中分离出一株苯酚高效降解菌SL-2。其在初始苯酚浓度为400mg/L，pH为8.0的条件下72h 苯酚降解效率达到80%，表现出较好的降解效果。将该菌株的16SrDNA序列进行BLAST比对，鉴定该菌为假单胞菌(Pseudonomonas sp.)。

同时，本实验探讨了底物浓度和pH对SL-2降解效果的影响。结果表明苯酚初始浓度在200-400mg/L之间时，苯酚降解效果明显，72h降解率达到80%以上。该菌株同时拥有较强的酸碱耐受能力，在pH为6.0~9.0之间，菌株SL-2的降解效率均在70%以上，其中pH 8.0时，降解效率最大为81.5%。结果表明菌株SL-2的最适降解条件为底物浓度400mg/L，pH8.0。

关键词 : 苯酚，生物降解，假单胞菌

Isolation and Identification of Phenol - degrading Bacteria and Its Degradation Performance

Abstract

Phenol is one of the raw materials of modern industry such as papermaking, coal, petroleum, plastic, rubber, pharmaceutical, fiber and other industries. With the development of the economy, untreated phenolic pollutants have posed a great threat to the human and animal environment. Microbial degradation is a relatively low-cost, high efficiency, less renewable pollution method. At present, most of the phenolic compounds are not easily degraded by microorganisms, so the selected strains must have a strong ability to degrade, the surrounding environment also has a very high demand.

In this experiment, phenol was used as the sole carbon source, and a phenol degrading stain named SL-2 was isolated from the activated sludge obtained from Sinopec Yangzi Petrochemical Co. Ltd. Stain SL-2 exhibited an good degradation performanxe when the initial substrate concentration of 400 mg / L and pH at 8.0. The results of sequencing and homology analysis by BLAST indicated that strain SL-2 was a member of the genus Pseudomonas sp. In this study，the effects of various factors on the degradation of SL-2 were investigated. The results showed that when the initial concentration of phenol was between 200-400mg / L, the degradation performances were well, and the degradation rates were both above 80%. The strain also has a well tolerance of pH. The depredating efficiencies were all above 70% with the pH value at the range from 6.0 to 9.0. The best efficiency was 81.5% when the pH value of 8.0. Therefore, the optimal depredating conditions of strain SL-2 was the substrate concentration of about 400mg / L and pH 8.0.

Key words: Phenol, Biodegradation, Pseudonomonas sp.

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 苯酚的性质与用途 1

1.2 苯酚的危害 1

1.3 苯酚的处理方法 1

1.3.1 物理方法 1

1.3.2 化学方法 2

1.3.3 生物方法 2

1.4 苯酚降解菌的研究进展 2

1.5 研究意义与主要内容 3

第二章 材料与方法 4

2.1 引言 4

2.2 主要器材与试剂 4

2.2.1 器材 4

2.2.2 试剂 4

2.2.3 培养基 4

2.3 实验方法 6

2.3.1 菌种来源 6

2.3.2 降解菌的分离和鉴定 6

2.3.3 苯酚降解标准曲线的绘制 7

2.3.4 苯酚梯度浓度的降解 8

第三章 结果与讨论 9

3.1 引言 9

3.2 菌株的16S rDNA 鉴定 9

3.3 菌株的生长曲线 9

3.4苯酚浓度对降解效率的影响 10

3.5 pH值与降解苯酚的关系 11

第四章 结论与展望 13

参考文献 14

致谢 17

第一章 文献综述

1.1 苯酚的性质与用途

苯酚（Phenol,化学式：C6H5OH），是常见的有机物化工原材料^[1]，可制备C7H6O2、C6H11NO、环氧树脂、聚碳酸酯、2,4,6-三硝基苯酚、五氯苯酚、有机二元酸、4-乙氧基乙酰苯胺等化学工业产品，在丙基酚、长链烷基酚、人工纤维、塑料、人工合成橡聚合物、医学、农业用品、染料、涂料和燃油等^[2]工业生产中有着重要意义。苯酚也可以作为一些医药药剂的原料，如阿司匹林。

1.2 苯酚的危害

苯酚与其他酚类化合物是工业或制药废水中的主要污染物，有一定毒性作用^[3]，且难以降解^[4]。现代农业的飞速发展带来苯酚的大量生产，但由于污染物处理技术程度或成本等原因，各种化工厂、农业企业、煤炭焦化厂等都大量排出未达到排放标准的废水废料，苯酚和其酚类物质是近年来较为常见的污染物之一^[5]。苯酚对自然界生物体有损害作用，苯酚进入人体后会出现程度不一的晕眩、头痛、精神错乱及各种神经系统疾病，并伴随着干呕、吞咽困难、恶心和腹泻等症状^[6]，大多酚类化合物及苯胺类都已经被各国相关部门认定为直接致癌物质^[7]。苯酚类污染物对水体和农业也有非常大的危害，含酚量过高会导致饮用水出现怪味，影响人体机理，水体生物大量死亡，在农业生产中会导致农作物大面积枯萎^[8]。

当水体中酚类物质浓度较高时，就会给水生生物带来致命危害；酚浓度大于10 mg/L时，绝大多数水生生物根本不能生存，甚至造成某些物种在环境中绝迹^[9]。

1.3 苯酚的处理方法

目前，苯酚降解的方法已被陆续开发出来，生物法、化学法和物理法是较为常用的三大降酚途径^[10]。其中，生物降解法因成本较低、无污染且易操作而被青睐^[11]。众多微生物用已被用于降解各类特殊污染化合物，其中包括五氯乙烷、甲苯、甲醛、苯酚、含氯苯酚、三氯乙烯和多环芳烃等。

1.3.1 物理方法

对于苯酚及其污染物的物理处理方法较多，主要有活性炭吸附法、溶剂抽提法、盐析法、离子分离法等。苯酚浓度高的情况下，可以用硫酸铵的析法，但是使用此方法处理后苯酚等物质并不会完全降解，且原料用量较大，没有被广泛采纳。

1.3.2 化学方法

化学处理法中沉淀法操作简单、成本较低，但处理后的苯酚浓度降解效率低下，通常要通过其他方法联合起来。氧化法是近年来较为有效的操作方案之一，但由于此方法中所使用到的资源非常紧缺^[12]，成本较高，重复利用效果差，所以该方法并未广泛应用。所以只能用于低浓度的酚类污染物处理。光催化法较别的化学处理方法具有很多优势，如成本低、二次污染物少等，但是该技术方法还不够成熟，还需理论支持。

1.3.3 生物方法

苯酚是一种有毒有害的化合物，即使低浓度的苯酚对环境和生物都有较为严重的毒性作用，另一方面，苯酚可以将很多微生物代谢成为如氨、水、二氧化碳等^[13]无污染的化合物分子，具有光明的开发前景。