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微塑料在菲降解过程中对融合菌株F14的影响

2021-03-15周昌鑫侯彬郭学涛高乔刘怡暄卢静

农业环境科学学报 2021年2期

周昌鑫,侯彬,郭学涛,高乔,刘怡暄,卢静*

(1.中北大学环境与安全工程学院,太原030051;2.西北农林科技大学资源环境学院,陕西 杨凌712100)

塑料及其制品广泛应用于工业、农业和日常生活的各个领域,全球塑料产量在2015年就已经超过3亿t,预计到2035年塑料年产量将增加一倍[1−2]。其中,聚乙烯(PE)塑料被大规模生产,主要用于农业覆盖物、复合材料和包装用品[3]等多个方面。在农业领域,大量低密度PE薄膜被用于保护作物、抑制杂草、调节温度和保持土壤中的水分等,随着时间的推移,这些薄膜会变得易碎并被分解为微小颗粒[4],即微塑料(MPs,直径小于5 mm)[3,5]。这些微小颗粒会以空气作为载体,在土壤中富集。MPs所带来的危害不只来自于它本身(如:增塑剂长期暴露会引起生殖、呼吸、内分泌等多系统的损伤)[6−8],更严重的是,MPs可以作为其他污染物的载体,如重金属、持久性有机污染物(POPs)、疏水性有机化学品(HOC)[9−11]等。

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)作为一类持久性有机污染物广泛存在于自然界中,微生物代谢是降解环境中PAHs等有机污染物的重要手段[12]。融合菌株F14是以菲降解菌Sphingomonas sp.GY2B和芘降解菌Pseudomomas sp.GP3A为亲本,通过原生质体融合技术构建的一株高效降解PAHs的降解菌。该菌具备比亲本更广的温度(20~40℃)和pH(6.5~9)适应范围,更高效的PAHs降解性能,而且具有和亲本GY2B不同的菲降解途径,F14具有两条菲代谢途径并且在降解过程中较少积累有毒中间代谢产物。F14可以在30 d将土壤中初始浓度为10 mg·L−1和50 mg·L−1的菲降解89.9%和73%,并可以耐受100 mg·L−1的菲[13]。然而,这些数据都是在实验室条件下得到的,如果将融合菌株F14应用到实际环境中,环境中微塑料的存在是否会影响F14对PAHs的降解,是否会威胁或有助于F14的生存,这都需要进一步的研究。……

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