过俊俊,姚雯清,楼丽丽,雷兴华,张 昕

哌嗪高效降解菌PIPA-6的分离筛选及降解特性

过俊俊,姚雯清,楼丽丽,雷兴华,张 昕*

(浙江农林大学林业与生物技术学院,浙江 杭州 311300)

从制药厂周边土壤分离获得一株哌嗪高效降解菌株PIPA-6,其能在以哌嗪为唯一能量来源的无机培养基中生长,30h对100mg/L的哌嗪降解率达100%.形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA基因序列同源性分析表明,菌株为嗜烟碱类节杆菌().菌株PIPA-6具有广泛的温度(10～40℃)和pH(5～10)适应范围、优良的钠盐耐受性(50g/L)和极强的哌嗪抗性(300mg/L),其最佳降解条件为温度35 ℃,pH, 8.体系中额外添加有机碳能提高菌株的降解效率.降解效应的模拟试验结果表明,菌株PIPA-6能在50L模拟罐中稳定发挥降解作用,制药废水中化学需氧量 (COD)和铵态氮含量显著降低(< 0.05),哌嗪降解率在30d达98%.宏基因组测序证实该菌株能在水体中稳定定殖,改变了污水中的微生物群落结构.本研究中所获菌株充实了哌嗪降解菌种资源库,实验结果为菌株的实际开发应用提供了初步理论依据.

哌嗪；降解；嗜烟碱类节杆菌；降解特性

哌嗪是一种无色透明针状或叶状结晶的有机杂环胺,其作为生产喹喏酮类抗菌药物的重要中间体[1-4],具有一定的杀菌、杀虫和除草活性[5-6],同时也大量被应用于橡胶合成、阻燃剂生产以及精细化工[7-8].由于其巨大的市场潜力,哌嗪生产厂商大量涌现.据不完全统计,目前中国哌嗪产能已经在每年5000t以上,在全球占比约1/7[9].然而哌嗪制品生产后并不能完全回收,其残留的部分会随废水排放.含哌嗪及其衍生物的废水属于高氮低碳型有机胺废水,通常高盐、高碱,因不利于微生物生长而难以被生物降解,一旦流入环境易造成残留[10],哌嗪作为一种含氮杂环化合物常在环……