趙建國(guó)　徐永貴　李剛強(qiáng)　李玉　張珂　孫言卓

摘要：利用易于控制的序批式反應(yīng)器（SBR）處理以甲醇為共代謝碳源的五氯苯酚（PCP）廢水，控制進(jìn)水PCP質(zhì)量濃度為10 mg/L，并設(shè)置僅以甲醇為碳源的對(duì)照組，利用發(fā)光菌急性毒性生物實(shí)驗(yàn)和變性梯度凝膠電泳技術(shù)分別研究PCP對(duì)污泥急性毒性和菌群結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而分析優(yōu)勢(shì)菌群對(duì)污泥急性毒性的作用.結(jié)果表明，在第1—19 d期間，進(jìn)水中的PCP（10 mg/L）會(huì)嚴(yán)重抑制污泥活性，導(dǎo)致污泥絮體解體，PCP難以被降解去除，出水化學(xué)需氧量（COD）質(zhì)量濃度和污泥急性毒性顯著高于對(duì)照組;受PCP污染的污泥活性恢復(fù)較慢，在第20—32 d期間不再投加PCP和在第33—75 d期間補(bǔ)充投加2 mg/L PCP，進(jìn)水COD和PCP的處理效果仍舊較差;吸附至污泥的PCP僅僅是引起污泥急性毒性升高的原因之一，受PCP誘導(dǎo)富集的優(yōu)勢(shì)菌群在降解PCP過(guò)程中產(chǎn)生的代謝中間產(chǎn)物和分泌的次級(jí)代謝產(chǎn)物也是引起污泥急性毒性不可忽視的重要因素.

Abstract：A sequencing batch bioreactor （SBR） was used to treat pentachlorophenol （PCP） wastewater with the co-metabolic carbon source of methanol，and the influent PCP was controlled as 10 mg/L.In addition，another SBR only supplied methanol was set as control.The effects of PCP on sludge acute toxicity and microbial community were studied by the luminescent bacterium acute toxicity bioassy and denaturing gradient gel electrophoresis technique，and the function of dominant microbes on sludge acute toxicity was deeply analyzed.Results showed that during the period of 1-19 days，the sludge activity was significantly inhibited after injecting into 10 mg/L PCP in influent，the sludge flocs were disintegrated and the PCP was difficult to degrade.The effluent chemical oxygen demands （COD） and sludge acute toxicity under PCP stress were significantly higher than the control.The regeneration of sludge activity was slow due to the PCP contamination.No PCP was added during 20-32 days and 2 mg/L PCP was added during 33-75 days，the removal of influent COD and PCP was still poor.The adsorbed PCP in sludge causing the increase of sludge acute toxicity was only one of the reasons.The metabolic intermediates of PCP and secretive secondary metabolites by the enriched dominant microbes should not be ignored in the process of PCP degradation，which played an important role in causing the sludge acute toxicity.

0 引言

不同種類和性質(zhì)的氯酚類化合物被廣泛應(yīng)用于工業(yè)品的生產(chǎn)過(guò)程，如2，4-二氯苯酚（2，4-DCP）和2，4，5-三氯苯酚（2，4，5-TCP）大量用于農(nóng)藥2，4-D和2，4，5-T的生產(chǎn)，五氯苯酚（PCP）用于血吸蟲病的防治等[1-2]，這導(dǎo)致大量的氯酚類化合物進(jìn)入水體，對(duì)自然環(huán)境造成了很大的危害.此外，部分工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排放的廢水（如焦化廢水和造紙廢水）中也含有質(zhì)量濃度較高的不同氯酚類化合物[3-4].由于氯酚類化合物會(huì)對(duì)生物的代謝造成不可逆的損害，甚至可能會(huì)引起致畸、致癌和致突變的“三致”效應(yīng)，許多國(guó)家都將其列為重點(diǎn)管控的污染物[5-6].我國(guó)頒布的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）也將2，4，6-三氯苯酚（2，4，6-TCP）、PCP等多種氯酚類化合物列為毒理檢測(cè)指標(biāo)，要求對(duì)排放廢水中氯酚類化合物的質(zhì)量濃度進(jìn)行嚴(yán)格管控[7].

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，采用物理和化學(xué)方法均可實(shí)現(xiàn)廢水中氯酚類化合物的去除，但廢水中的其他污染物（如懸浮物（SS）和氨氮）會(huì)影響其處理效果[8].此外，在污染物去除過(guò)程中，氯酚類化合物會(huì)產(chǎn)生多種中間產(chǎn)物，易對(duì)水體造成二次污染[9].因此，可考慮采用耐受污染物沖擊的活性污泥工藝.經(jīng)氯酚類化合物馴化的活性污泥在降解去除氯酚類化合物的同時(shí)可去除其他類型的污染物，其菌群結(jié)構(gòu)與不同反應(yīng)器的運(yùn)行條件有關(guān)[10]，如S.K.Karn等[11]研究發(fā)現(xiàn)，從造紙廠分離純化的菌株P(guān)seudomonas stutzeri? CL7可礦化質(zhì)量濃度高達(dá)600 mg/L的PCP.

然而，在利用活性污泥工藝處理廢水中氯酚類化合物的研究中，大部分研究者多關(guān)注水相和泥相中氯酚類化合物的去除效果、氯酚類化合物的降解動(dòng)力學(xué)和降解路徑、降解氯酚類化合物的優(yōu)勢(shì)菌群篩選等，而關(guān)于處理氯酚類化合物的污泥毒性相關(guān)問(wèn)題的研究較少，也忽略了降解氯酚類化合物的優(yōu)勢(shì)菌群對(duì)污泥毒性的影響.鑒于發(fā)光菌急性毒性生物實(shí)驗(yàn)可有效評(píng)估廢水和污泥的急性毒性問(wèn)題[12-13]，本研究在前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，擬利用耐受污染物沖擊和易于控制的序批式反應(yīng)器（SBR）處理以甲醇為共代謝碳源的PCP廢水，控制其進(jìn)水PCP質(zhì)量濃度為10 mg/L，研究PCP對(duì)污泥急性毒性和菌群結(jié)構(gòu)的影響，并分析優(yōu)勢(shì)菌群對(duì)污泥急性毒性的作用，以期為準(zhǔn)確評(píng)估處理工業(yè)廢水的污泥急性毒性和后續(xù)污泥資源化利用提供參考.

1 材料與方法

1.1 主要試劑及儀器

主要試劑：PCP（化學(xué)純，純度≥98.5%），上海飛祥化工廠產(chǎn);無(wú)水甲醇（分析純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn);甲醇（色譜純，純度≥99.9%），北京百靈威科技有限公司產(chǎn);超純水，英國(guó)ELGA超純水機(jī)（包含水柱）制取;明亮發(fā)光桿菌T3凍干粉，中科院南京土壤研究所產(chǎn);AxyPrep DNA凝膠回收試劑盒，美國(guó)Axygen公司產(chǎn);pED-T載體試劑盒、Amp抗性LB培養(yǎng)基，上海凌科生物科技有限公司產(chǎn);TAE緩沖液（1×），上海生工生物工程股份有限公司產(chǎn);其他化學(xué)試劑均為分析純或優(yōu)級(jí)純.

主要儀器：LC-20ATVP型高效液相色譜儀，日本島津公司產(chǎn);DXY-2型生物毒性測(cè)定儀，中科院南京土壤研究所產(chǎn);JJ-1型精密增力電動(dòng)攪拌器，金壇市科技儀器有限公司產(chǎn);GZX-9030 MBE型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，博旭實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠產(chǎn);TGL-18 M型臺(tái)式高速低溫離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn);FiveEasyTM型 pH計(jì)，上海梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產(chǎn);YSI型便攜式DO計(jì)，上海維賽儀器貿(mào)易有限公司產(chǎn).

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

接種污泥取自上海長(zhǎng)橋污水處理廠的曝氣池，該污泥在投加到SBR前經(jīng)3次清洗和24 h曝氣處理.實(shí)驗(yàn)用SBR的有效容量為5 L，其高度和內(nèi)徑分別為25 cm和20 cm.投加的初始污泥質(zhì)量濃度（MLSS）和體積指數(shù)（SVI）分別為2.5 g/L和90 mL/g.單個(gè)SBR運(yùn)行周期的水力停留時(shí)間（HRT）控制為12 h，具體為進(jìn)水0.25 h，運(yùn)行11 h，沉降0.5 h和排水0.25 h.調(diào)整SBR運(yùn)行工藝為曝氣-靜置的循環(huán)模式，曝氣和靜置的時(shí)間均設(shè)置為2 h.為使溶解氧（DO）與活性污泥充分接觸，曝氣過(guò)程中對(duì)污泥進(jìn)行攪拌，并控制DO質(zhì)量濃度為（1.5±0.5） mg/L，靜置期間停止攪拌.SBR運(yùn)行期間的溫度控制為（25±1） ℃，通過(guò)NaHCO3溶液和稀HCl調(diào)整進(jìn)水的pH值為7.2±0.4.通過(guò)排泥的方式，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中污泥的質(zhì)量濃度控制在2.5 g/L左右.

實(shí)驗(yàn)所用廢水為模擬廢水，由甲醇提供碳源，控制進(jìn)水化學(xué)需氧量（COD）為（300±20） mg/L，N元素和P元素分別由尿素和KH2PO4提供，并補(bǔ)充微生物生長(zhǎng)所需的大量元素和微量元素，具體成分及其質(zhì)量濃度分別為：CO（NH2）2 32 mg/L、KH2PO4 13 mg/L、MgSO4·7H2O 23.9 mg/L、FeCl3·6H2O 7.0 mg/L、CaCl2·H2O 7.6 mg/L、CoSO4·7H2O 0.2 mg/L、ZnCl2 0.09 mg/L、MnSO4·H2O 0.06 mg/L、CuSO4·5H2O 0.047 mg/L和Na2MoO4·2H2O 0.05 mg/L.其中一個(gè)SBR進(jìn)水中只補(bǔ)充甲醇，為對(duì)照組;另一個(gè)SBR進(jìn)水中除補(bǔ)充一定量的甲醇外，再加入質(zhì)量濃度為10 mg/L的 PCP，為實(shí)驗(yàn)組，研究受PCP脅迫的污泥急性毒性和菌群結(jié)構(gòu)，并分析優(yōu)勢(shì)菌群對(duì)污泥急性毒性的作用.

1.3 指標(biāo)測(cè)定及分析方法

利用pH計(jì)和DO計(jì)分別測(cè)定SBR運(yùn)行過(guò)程中的pH值和DO值.按照文獻(xiàn)[14]中的酸性重鉻酸鉀法測(cè)定出水COD的質(zhì)量濃度：取SBR運(yùn)行結(jié)束后的水相，將其在 4000 r/min 條件下離心5 min后進(jìn)行測(cè)定.采用重量法測(cè)定SBR運(yùn)行期間的MLSS變化：取100 mL充分混勻的泥水混合液，經(jīng)濾紙（已知質(zhì)量）過(guò)濾后，在105 ℃條件下烘干、稱重.利用高效液相色譜儀測(cè)定污泥水相、泥相中殘留的PCP質(zhì)量濃度：流動(dòng)相為超純水（投加體積分?jǐn)?shù)為1%的乙酸）和甲醇的混合液（二者體積比為2：8），柱溫為40 ℃，進(jìn)樣體積為10 μL，流速為1 mL/min，測(cè)試波長(zhǎng)為280 nm，固定相為反相C-18柱（250 nm×4.6 nm，5 μm）;水相經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后，直接測(cè)定其PCP的質(zhì)量濃度，而泥相需先經(jīng)超聲萃取后，再用濾膜過(guò)濾測(cè)定其PCP的質(zhì)量濃度.

1.4 污泥急性毒性的測(cè)定方法

參考文獻(xiàn)[13]，采用發(fā)光菌急性毒性生物實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定污泥的急性毒性：實(shí)驗(yàn)前用少量滅菌的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的NaCl溶液將明亮發(fā)光桿菌T3凍干粉復(fù)蘇，將復(fù)蘇的明亮發(fā)光桿菌接種到50 mL滅菌培養(yǎng)基（胰蛋白胨 5 g/L、酵母粉 5 g/L、丙三醇 3 g/L、NaCl 30 g/L、Na2HPO4 5 g/L和KH2PO4 1 g/L）中進(jìn)行培養(yǎng)，當(dāng)明亮發(fā)光桿菌處于指數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)進(jìn)行污泥急性毒性的測(cè)定;為獲得準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果，需通過(guò)超聲方式對(duì)污泥絮體進(jìn)行破碎處理;通過(guò)生物毒性儀測(cè)定明亮發(fā)光桿菌可見(jiàn)光強(qiáng)度的變化，利用相對(duì)抑光率表征污泥急性毒性的變化，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)試3次，取平均值.

1.5 菌群結(jié)構(gòu)分析方法

利用成熟的溶菌酶-SDS-氯仿異戊醇技術(shù)對(duì)污泥中的基因組DNA進(jìn)行提取，采用瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)對(duì)提取的DNA進(jìn)行檢測(cè).采用的細(xì)菌16 S上游擴(kuò)增引物序列為357FGC：5′CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGGG-CACGGGGGGGGCCTACGAGGCAGCAG3′;下游擴(kuò)增引物序列為518r：5′ATTACCGCGGCTGCTGG3′.依據(jù)BioLinker公司的說(shuō)明書分別進(jìn)行第一輪和第二輪PCR擴(kuò)增反應(yīng)，其擴(kuò)增產(chǎn)物通過(guò)40%～60%的變性梯度凝膠電泳（DGGE）進(jìn)行分離，電泳參數(shù)設(shè)置為：電泳緩沖液為TAE緩沖液，電壓為80 V，水浴溫度為60 ℃，電泳時(shí)間為16.5 h，電泳結(jié)束后對(duì)凝膠進(jìn)行染色、拍照，并在暗室紫外光激發(fā)條件下，用滅菌刀小心切割標(biāo)記的優(yōu)勢(shì)條帶.

切割條帶的第二次擴(kuò)增所用引物與第一次相同，只是去掉GC發(fā)夾結(jié)構(gòu)，采用AxyPrep DNA凝膠回收試劑盒回收PCR產(chǎn)物，利用 pED-T 載體試劑盒克隆PCR產(chǎn)物.挑選克隆PCR產(chǎn)物，用Amp抗性LB培養(yǎng)基培養(yǎng)，待菌液培養(yǎng)至OD600值為2～3時(shí)，對(duì)菌液進(jìn)行PCR擴(kuò)增，將擴(kuò)增產(chǎn)物送至上海鉑尚生物技術(shù)有限公司進(jìn)行測(cè)序，做3次平行實(shí)驗(yàn)以保證測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確度.

通過(guò)生物信息學(xué)軟件對(duì)有效的序列進(jìn)行比對(duì)和篩選，去除T載體的引物;將全部序列結(jié)果整理為FASTA格式的序列文件，在NCBI中進(jìn)行BLAST比對(duì);將同一DGGE膠條中的3個(gè)克隆測(cè)序結(jié)果進(jìn)行alignment分析，檢測(cè)條帶的一致性，并將比對(duì)結(jié)果中相似性最高的物種信息進(jìn)行總結(jié).

2 結(jié)果與討論

2.1 進(jìn)水COD和PCP的去除效果

實(shí)驗(yàn)期間，SBR出水COD、PCP質(zhì)量濃度和MLSS的變化情況分別見(jiàn)圖1—圖3，其中10 mg/L、0 mg/L和2 mg/L指實(shí)驗(yàn)組SBR不同運(yùn)行階段的進(jìn)水PCP質(zhì)量濃度.實(shí)驗(yàn)初期（第1—9 d），由于天氣變冷，SBR進(jìn)水溫度逐漸降低，在第6 d時(shí)低至14.6 ℃，導(dǎo)致對(duì)照組出水COD質(zhì)量濃度多次超過(guò)100 mg/L（見(jiàn)圖1）.考慮到微生物活性和污染物去除速率受溫度影響顯著[1]，故從第10 d開始，控制2個(gè)SBR運(yùn)行溫度為（25±1） ℃，對(duì)照組出水COD質(zhì)量濃度逐漸降低并趨于穩(wěn)定.從第22 d開始到SBR運(yùn)行結(jié)束，對(duì)照組出水COD質(zhì)量濃度在（85.7±140） mg/L的范圍內(nèi)波動(dòng)，這是因?yàn)闇囟壬邥?huì)引起污泥中微生物活性的增強(qiáng)，而補(bǔ)充的甲醇屬于易降解碳源，導(dǎo)致SBR系統(tǒng)發(fā)生了內(nèi)源呼吸，后續(xù)可考慮通過(guò)縮短HRT的方式改善進(jìn)水COD的去除效果.

在第1—20 d期間，進(jìn)水中的PCP質(zhì)量濃度為10 mg/L，嚴(yán)重抑制了污泥活性，污泥絮體解體嚴(yán)重，導(dǎo)致上清液渾濁，出水COD質(zhì)量濃度快速升高，第19 d時(shí)達(dá)到353.2 mg/L（見(jiàn)圖1），MLSS在第20 d時(shí)更是降至1.4 g/L（見(jiàn)圖3）.此階段的進(jìn)水PCP基本無(wú)降解，水相和泥相中積累了大量的PCP（見(jiàn)圖2），這是因?yàn)镻CP苯環(huán)上的π電子與Cl原子的p電子形成了穩(wěn)定的共軛體系，同時(shí)Cl原子的存在抑制了苯環(huán)裂解酶的活性，使苯環(huán)上的電子云密度較低，再加上PCP的空間位阻效應(yīng)，導(dǎo)致PCP難以被好氧微生物降解，故PCP廢水的處理多以厭氧工藝為主[15].

在第20—33 d期間，實(shí)驗(yàn)組SBR進(jìn)水中停止投加PCP，出水COD質(zhì)量濃度緩慢下降，由第19 d 的353.2 mg/L降低至第33 d的 198.4 mg/L （見(jiàn)圖1），這是因?yàn)榍捌谖街聊嘞嘀械腜CP仍存在于SBR，并逐漸釋放到水相（見(jiàn)圖2）中，導(dǎo)致污泥活性恢復(fù)較慢.

在第33—75 d期間，調(diào)整實(shí)驗(yàn)組SBR進(jìn)水PCP質(zhì)量濃度為2 mg/L，其出水COD質(zhì)量濃度維持在200 mg/L附近;運(yùn)行周期末（第60—70 d），水相和泥相中均能檢測(cè)到PCP，其殘留量分別為0.38 mg/L和0.81 mg/L，此時(shí)活性污泥降解PCP的速率較慢.這可能是由于前期進(jìn)水中投加的PCP嚴(yán)重抑制了污泥活性，導(dǎo)致后期進(jìn)水中無(wú)論是否投加PCP，污泥活性都難以恢復(fù).在不排泥的情況下，實(shí)驗(yàn)組SBR的MLSS一直低于2.0 g/L（見(jiàn)圖3），這也再次證實(shí)了PCP的毒性作用是導(dǎo)致污泥活性恢復(fù)緩慢的主要因素.在下一步的研究中，可利用離子色譜技術(shù)分析SBR系統(tǒng)中氯離子質(zhì)量濃度的變化，采用氣質(zhì)聯(lián)用或液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)定期分析PCP降解過(guò)程中產(chǎn)生的代謝中間產(chǎn)物，為準(zhǔn)確推斷以甲醇為共代謝碳源的PCP降解路徑提供依據(jù).另外，為避免氯酚類化合物對(duì)污泥活性的抑制作用，可考慮優(yōu)先采用低質(zhì)量濃度的氯酚進(jìn)水馴化活性污泥，待污泥充分降解去除氯酚類化合物后再逐步提高進(jìn)水氯酚的質(zhì)量濃度.

2.2 PCP處理過(guò)程中污泥急性毒性的變化

對(duì)處理PCP的實(shí)驗(yàn)組污泥急性毒性進(jìn)行測(cè)定，與對(duì)照組作對(duì)比分析，其動(dòng)態(tài)變化如圖4所示.對(duì)照組污泥的相對(duì)抑光率在25.8%附近波動(dòng)，這可能是由污泥中微生物代謝過(guò)程產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物和微生物的部分組成成分抑制了發(fā)光菌的活性而引起的.

然而，處理PCP的實(shí)驗(yàn)組污泥急性毒性顯著高于對(duì)照組，且整體呈先升高后降低直至趨于穩(wěn)定的變化規(guī)律，兩者差值較大的時(shí)間范圍為第6—41 d，其中最大的污泥急性毒性差值出現(xiàn)在第33 d，是對(duì)照組的1.84倍.然而，在此期間，污泥中吸附的PCP質(zhì)量濃度變化很大（見(jiàn)圖2），這表明吸附至泥相的PCP僅僅是引起污泥急性毒性顯著的原因之一.在第49—70 d期間，實(shí)驗(yàn)組污泥的相對(duì)抑光率在35.1%附近波動(dòng)，是對(duì)照組的1.36倍.因此，實(shí)驗(yàn)組污泥急性毒性的形成還應(yīng)包括以下3個(gè)方面：一是活性污泥受PCP誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的次級(jí)代謝產(chǎn)物，其中部分代謝產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致污泥急性毒性的增加[16];二是PCP降解過(guò)程中產(chǎn)生的不同類型代謝中間產(chǎn)物，會(huì)導(dǎo)致污泥急性毒性的增加，如G.Ruckdeschel等[17]研究發(fā)現(xiàn)，PCP及其中間產(chǎn)物對(duì)多種微生物均有毒性作用，且某些中間產(chǎn)物的毒性比母體要高出許多;三是許多微生物內(nèi)源呼吸和解體產(chǎn)生的部分殘留物被吸附到泥相中，同樣具有一定的微生物毒性[18].因此，PCP處理過(guò)程中污泥急性毒性的變化是多種因素綜合作用的結(jié)果.

2.3 菌群結(jié)構(gòu)對(duì)污泥急性毒性的影響

當(dāng)處理PCP廢水的SBR運(yùn)行70 d后，通過(guò)PCR-DGGE技術(shù)分析污泥中的菌群結(jié)構(gòu)，并對(duì)優(yōu)勢(shì)條帶進(jìn)行鑒定，結(jié)果見(jiàn)圖5（圖中不同數(shù)字代表鑒定出的不同優(yōu)勢(shì)菌群）和表1.部分優(yōu)勢(shì)條帶的3個(gè)平行樣并不代表單一菌種（條帶1和3），這可能是由于鑒定的目的條帶附近含有相鄰的低亮度條帶或者不同菌屬的DNA條帶出現(xiàn)了共遷移現(xiàn)象[19].活性污泥中耐受PCP毒性的優(yōu)勢(shì)菌屬大都出自變形菌門（Proteobacteria）（條帶1、2、4、5和6），主要菌屬為Methylobacillus、Pseudomonas、Porphyrobacter、Achromobacter、Stenotrophomonas和Comamonas，其次為綠彎菌門（Chloroflexi）（條帶3）和厚壁菌門（Firmicutes）（條帶7），其菌屬分別為 Levilinea和Salimesophilobacter.然而，對(duì)照組鑒定的優(yōu)勢(shì)菌屬主要為Chryseobacterium、Leadbetterella、Erysipelothrix、Pontibacillus、Bosea和Salimesophilobacter[20]，這表明污泥的菌群結(jié)構(gòu)受進(jìn)水PCP的影響較大.相關(guān)研究已證實(shí)由實(shí)驗(yàn)組污泥鑒定的大多優(yōu)勢(shì)菌屬均具有降解去除氯酚類化合物和多環(huán)芳烴的功能，如Pseudomonas entomophila、Achromobacter marplatensis、Stenotrophomonas maltophilia和Comamonas testosterone[21].

受污染物脅迫，Methylobacillus arboreus、Pseudomonas entomophila、Comamonas testosteroni和Stenotrophomonas maltophilia可分泌多種次級(jí)代謝產(chǎn)物，其中抗生素和不同種類的生物活性因子可能會(huì)起到增加污泥急性毒性的作用，而其他次級(jí)代謝產(chǎn)物，如表面活性劑和谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶，可降低氯酚類化合物對(duì)微生物的毒害作用[22-25];Achromobacter marplatensis能夠降解高質(zhì)量濃度的PCP，并具有抗生素活性[26];Porphyrobacter colymbi和Levilinea saccharolytica是否具有降解氯酚類化合物的功能，以及是否對(duì)污泥急性毒性有影響需進(jìn)一步確定.相關(guān)分析表明，降解PCP的優(yōu)勢(shì)菌群在代謝過(guò)程產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物是引起污泥急性毒性不可忽視的重要因素[20].

3 結(jié)論

本研究利用間歇曝氣的SBR處理PCP廢水，設(shè)置僅以甲醇為碳源的對(duì)照組，研究PCP對(duì)污泥急性毒性和菌群結(jié)構(gòu)的影響，并深入分析了優(yōu)勢(shì)菌群對(duì)污泥急性毒性的作用.得到以下主要結(jié)論：1）進(jìn)水中的PCP（質(zhì)量濃度為10 mg/L）嚴(yán)重抑制了污泥活性，污泥絮體解體現(xiàn)象嚴(yán)重，進(jìn)水COD和PCP難以被降解去除，即使后期進(jìn)水PCP質(zhì)量濃度降低或不再投加，污泥活性仍舊難以恢復(fù);2）進(jìn)水中的PCP導(dǎo)致污泥急性毒性顯著增加，而污泥急性毒性的升高不僅是由吸附至污泥的PCP引起，PCP降解過(guò)程產(chǎn)生的代謝中間產(chǎn)物及誘導(dǎo)微生物分泌的次級(jí)代謝產(chǎn)物也是引起污泥急性毒性的重要因素;3）經(jīng)PCP馴化的活性污泥中富集的優(yōu)勢(shì)菌屬具有降解去除氯酚污染物的能力，優(yōu)勢(shì)菌種代謝過(guò)程分泌的次級(jí)代謝產(chǎn)物可影響污泥的急性毒性.依據(jù)本文研究結(jié)果，在利用活性污泥工藝處理工業(yè)廢水時(shí)，剩余污泥的急性毒性是不可忽略的問(wèn)題.后續(xù)可通過(guò)選取合適的廢水處理工藝或調(diào)整其運(yùn)行參數(shù)等措施削減污泥的急性毒性作用.參考文獻(xiàn)：

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收稿日期：2020-04-17

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41801086）; 鄭州輕工業(yè)大學(xué)博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目（2016BSJJ036）

作者簡(jiǎn)介：趙建國(guó)（1987—），男，山東省濰坊市人，鄭州輕工業(yè)大學(xué)講師，博士，主要研究方向?yàn)楣I(yè)廢水處理及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.