论文摘要
以三苯基锡（TPhT）为目标污染物,利用高效降解菌肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）对水和沉积物体系中TPhT的生物降解进行研究,主要包括水及水-沉积物体系中TPhT降解性能的研究、金属离子对TPhT酶促降解的影响、TPhT的生物降解机理等。利用在TPhT污染地区筛选出的可以降解TPhT的菌株K. pneumoniae,考察环境因子对水中TPhT降解特性的影响。结果表明盐度、溶解氧、营养盐、外加生物表面活性剂等都是影响TPhT降解的重要环境因素。菌株对盐度具有一定的适应性；氮源和磷源可以作为比较重要的营养物质促进菌体生长和代谢；不同浓度的葡萄糖和H2O2在一定程度上影响菌体对TPhT的降解；生物表面活性剂鼠李糖脂和菌体共同作用对TPhT的降解具有良好的效果；菌体对Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+等金属离子具有较强的适应性,其中低浓度的Cu2+、Zn2+能够促进菌体对TPhT的降解作用。在水-沉积物体系中,利用K. pneumoniae和土著微生物共同降解TPhT,其降解率均达到55%以上,当沉积物含量为10g几时,其降解效果最好,降解率达到80.06%。0～9d内,TPhT的降解依次表现出快速降解和缓慢降解两个过程。温度、pH、NaCl浓度对水-沉积物体系中TPhT的降解具有一定的影响,最佳条件为30℃、pH 6,菌体K. pneumoniae对盐的耐受范围比较宽,即使在高盐度存在的情况下仍然具有降解TPhT的能力。研究不同金属离子及其添加形式对K. pneumoniae胞内酶和胞外酶降解TPhT的影响,结果表明,菌体对K+、Mg2+、Cu2+、Ca2+、Fe3+具有良好的耐受能力,高浓度的Zn2+、Fe2+可能对菌体产生一定的毒害作用,从而影响其生长。适当浓度范围的K+、Mg2+、Zn2+、Cu2+Fe2+均能促进TPhT酶促降解,其中30mg/LMg2+的促进作用最明显,降解率为77.22%;一定浓度范围内的Fe3+对酶促降解具有一定的抑制作用。K+、Mg2+、Zn2+、Cu2+加入培养基中,均可以促进菌体产生的酶活性增加,其中Mg2+加入后降解效果最好,降解率达到85.66%。将高浓度的Mg2+添加至胞内酶液中,进行动力学分析,胞内酶Km为0.06 mmol/L、Vmax为0.02 mg/L/min,对TPhT具有一定的亲和力。机理实验表明,K. pneumoniae主要含有羟基、酰胺基、甲基和亚甲基、羰基等基团,其主要成分为蛋白质和碳水化合物。降解TPhT后该菌体的主要成份和结构仍保持完整。TPhT在经过菌体降解5d后,被降解为SnCl2、SnO2等无机物质。降解过程伴随着有机物和阴阳离子的释放。TPhT的刺激可以诱导大部分菌体粘连在一起抵御不良环境,污染物进入菌体内部后会作为细菌生长的营养物质被利用。