硫氰酸鹽高效降解菌群的動力學及微生物多樣性研究

汪流偉，肖小雙，安雪姣，李寧健，謝 東，張慶華

（江西農業大學 生物科學與工程學院，江西 南昌 330045）

【研究意義】硫氰酸鹽是一種在金礦開采和焦化工業過程產生的含碳、氮、硫等元素的常見化合物，排放濃度高達5 000 mg/L，具有較強的毒性和化學穩定性[1-2]，其主要是通過抑制多種酶的活性，使得多種生物受到迫害[3]，對生活環境造成了極大的危害。鑒于其毒性和來源廣泛，工業排放指令規定，硫氰酸鹽在焦化廢水中的排放濃度必須降低至4 mg/L，為此，硫氰酸鹽降解研究就顯得尤為重要[4]。【前人研究進展】經研究發現，通過物理、化學和生物方法可有效去除硫氰酸鹽[5]，其中物化法效果較差，實施成本較高，有時還會產生二次污染，不能達到排放的標準[6-9]；相比之下，由微生物介導的生物法去除硫氰酸鹽具有低成本、高效率、降解完全、不產生二次污染等優點，也是當前國內外研究的主要方法之一。具備降解硫氰酸鹽的微生物已從多種來源中分離和鑒定，如Arthrobacter、Klebsiella、Pseudomonas、Ralstonia、Thioba-cillus thioparus、Thioalkalivibrio thiocyanoxidans、Paracoccus thiocyanatus等[10-13]，這些微生物利用硫氰酸鹽作為能量和碳、氮、硫源[14-15]，可在不同程度上實現硫氰酸鹽的降解?！颈狙芯壳腥朦c】與僅借助單一微生物降解硫氰酸鹽相比，含有多種微生物的活性污泥的去除具有更穩定、更高的去除率[16]。有研究表明，以硫桿菌為主的微生物群落在連續流動反應器中的最大硫氰酸鹽去除率為1.07 mmol/（L·h）[17]；用于自養硫氰酸鹽去除的微生物群落也以硫桿菌屬物種為主，能夠在5 d 內將2 109 mg/L 降解到890 mg/L[18]。這些研究始終檢測到硫桿菌屬的細菌是降解菌群中的關鍵菌群，主要參與硫氰酸鹽的降解，但是關于復合菌群的降解動力學和生長動力學及降解硫氰酸鹽的細菌群落結構了解甚少，對其進行分子生態學研究，為處理實際含硫氰酸鹽廢水提供新見解。……