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邻苯二甲酸二甲酯(DMP)是常用的塑化剂之一,由于其自身特性和使用的广泛性,邻苯二甲酸酯已经对自然环境造成了严重的污染。由于其具有环境雌激素效应,因此对人类的危害不可小觑。本研究针对东北黑土区的气候特点,从哈尔滨市郊某处蔬菜大棚中分离得到了能够在低温下去除DMP污染的菌株DNM-S1,以DNM-S1为研究对象,DMP为目标污染物,通过对DNM-S1去除DMP的研究,得到以下结果:(1)从大棚土壤中得到了 5株降解菌,分别为DNM-S1、DNM-S2、DNM-S3、DNM-S4和DNM-S5,其中DNM-S1能在15℃条件下生长,并利用DMP作为碳源。降解菌DNM-S1为革兰氏阴性细菌;DNM-S1在淀粉、明胶和油脂水解试验中呈阴性,说明该菌株不产生淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶;在IMVIC试验中(吲哚、甲基红、伏-普、柠檬酸盐试验)呈阳性说明该菌株产生色氨酸酶,分解葡萄糖之后产丙酮酸;H2S试验结果说明该降解菌在分解含硫有机物时不产生硫化氢。分子生物学鉴定表明,DNM-S1菌株属于细菌界,Proteobacteria门,Alphaproteobacteria纲,Rhizobiales 目,Rhizobiaceae 科,Ensifer属。结合其形态和生理生化性质,将DNM-S1命名为Esifer species DNM-S1。(2)Ensifer species DNM-S1适宜生长的pH范围是6-10,适宜生长的温度为15-35℃,采用正交试验优化了 DNM-S1的培养条件:35℃、pH=10、接菌量5%,DMP的初始添加量为1500 mg·L-1。环境因子对DNM-S1生长的影响程度为:温度>pH>接菌量。DNM-S1在最佳生长条件下的生长可以用Logistic模型来进行描述。以DEP、DBP和DEHP作为碳源生长时,也可用Logistic模型来进行描述。(3)在35℃条件下,经过72 h的培养之后,DMP的含量从初始的2000 mg.L-1下降至516.65mg·L-1;在 72h 内,DNM-S1 可以将初始浓度为 1500mg.L-1 和 100 mg·L-1 的 DMP 完全去除;在24h内将初始浓度为50 mg·L-1的DMP完全去除;6h内将初始浓度为10 mg·L-1的DMP完全去除,完全去除5 mg·L-1DMP只需3h。以上结果说明,Esiferspecies DNM-S1对低浓度(5 mg·L-1)和高浓度(2000 mg·L-1)的DMP均有良好的降解效果。DNM-S1降解不同初始浓度DMP的符合一级反应动力学方程。DNM-S1降解DEP、DBP和DEHP也符合一级反应动力学方程的描述。在第5天时,10℃对初始浓度为1500 mg·L-1DMP的降解率为25.73%;15℃处理中DMP降解率为64.93%;25℃处理中DMP降解率为86.6%。(4)经过72h的取样,35℃ DMP处理中共检测出3种代谢产物,分别为DMP、邻苯二甲酸(PA)和原儿茶酸(PCA)。这说明Ensifer species DNM-S1在降解DMP的过程中会生成 PA 和 PCA。而 Ensifer species DNM-S1 在 35℃条件下降解 DEP、DBP 和 DEHP 的过程中会生成DMP、PA和PCA。Ensifer species DNM-S1在10℃和15℃处理对DMP的代谢产物只能生成PA,说明低温条件下,降解菌对DMP降解为不完全降解。(5)细胞表而疏水性的测试结果表明,DNM-S1具有一个较高疏水性的表面(80%以上),并且不论改变PAEs种类或者改变培养基种类对其疏水性(CSH)的影响均不显著。红外光谱的研究表明,DNM-S1在1740cm-1的吸收峰表明了其细胞外膜脂多糖中含有大量的疏水性官能团,该官能团提供了与DMP结合的位点。这说明DMP与DNM-S1的结合发生在DNM-S1的细胞外膜上。次级代谢产物的分析表明,DNM-S1会生成类胡萝卜素,这种物质可以抵消DMP给DNM-S1带来的氧化压力,从而保持了 DNM-S1细胞的完整性,使降解反应顺利进行。