丁軍，吳洪生*，孫倩，王娜，程誠(chéng)，石陶然，MuhammadFaheem，倪妮，田偉，吳云成，單正軍

（1.南京信息工程大學(xué)應(yīng)用氣象學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境系，南京 210044；2.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210012）

伴隨著現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、煙草業(yè)、紡織業(yè)、家具業(yè)、汽車業(yè)以及電子電氣等行業(yè)的快速發(fā)展，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的含非甲烷烴類（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴）、含氯有機(jī)物、含氮有機(jī)物、含氧有機(jī)物、含硫有機(jī)物等揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）。這些污染物未經(jīng)過(guò)系統(tǒng)化的處理，直接排放到環(huán)境中，使得土壤、地下水以及農(nóng)作物受到嚴(yán)重的污染，同時(shí)也不利于人體身心健康。人體通過(guò)飲用含污染物的水，或者呼吸吸入一定濃度的VOC氣體后，會(huì)出現(xiàn)不同程度的頭痛、嘔吐、乏力等癥狀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)抽搐和休克，并且會(huì)傷害人的腎臟、肝臟、大腦和一些神經(jīng)系統(tǒng)中樞，造成行動(dòng)遲緩、記憶力衰退等不良后果。

二甲基二硫醚（Dimethyl disulfide，縮寫(xiě)為DMDS，分子式CHSCH）是一種典型的揮發(fā)性含硫有機(jī)物，是農(nóng)藥生產(chǎn)過(guò)程中的一種中間體，具有爛菜葉的腐臭味。DMDS也被列為我國(guó)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 14554—1993）中限制排放的幾種惡臭污染物之一。DMDS嚴(yán)重污染生存環(huán)境，威脅人體健康，研究其在土壤及地下水中的滯留濃度，以及自然降解的時(shí)間和動(dòng)態(tài)變化，可以有效控制其污染環(huán)境的程度。環(huán)境因素如溫度、水分、土壤類型、含氧量等都會(huì)對(duì)DMDS在土壤中的分布?xì)埩粲酗@著的影響。針對(duì)DMDS大量排放，滯留在環(huán)境中的濃度超過(guò)限制標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，很多科研工作者開(kāi)始尋找一種有效的降解方式。目前的降解方式主要有物理吸附、化學(xué)吸附、光催化、生物聯(lián)合技術(shù)、生物過(guò)濾、臭氧降解、生物降解等。

生物降解具有綠色高效的特點(diǎn)，是通過(guò)污染環(huán)境中的土壤、水體篩選純化出一種或者多種具有降解污染物能力的菌株，利用生物技術(shù)手段，可以改變菌株生存的環(huán)境，在最佳的生長(zhǎng)環(huán)境下，高效降解菌可以將環(huán)境中復(fù)雜的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，使環(huán)境中的各種元素得到循環(huán)，復(fù)雜的有機(jī)物得到降解，保持生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。微生物主要是通過(guò)代謝作用降解環(huán)境中的污染物，使污染物濃度下降、毒性減輕。代謝降解過(guò)程存在兩種方式：一種是微生物以污染物為唯一碳源，通過(guò)利用污染物達(dá)到降解的效果；另一種是人為施加碳氮源，通過(guò)增加微生物的生物量，增加其對(duì)于碳氮源的需求量，使環(huán)境污染物得到一定的利用。

DMDS可以作為某種菌的碳源及營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，通過(guò)菌自身的能量消耗，達(dá)到降解DMDS的效果。但DMDS的揮發(fā)性極強(qiáng)，且惡臭氣味十分明顯，所以在室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)需要一定的技術(shù)手段，同時(shí)探尋一種高效的色譜條件測(cè)定DMDS的含量也極其重要。目前，生物濾塔和生物聯(lián)合工藝的發(fā)展極為迅速，二者均可以利用最佳的降解環(huán)境條件，使微生物污染物降解，并可達(dá)到持續(xù)循環(huán)降解的效果。

本試驗(yàn)從蘇州某農(nóng)藥廠附近采集土壤及地下水樣品，并于室內(nèi)分離純化出能降解DMDS的微生物，研究該微生物的降解性能和環(huán)境因子對(duì)其的影響，為農(nóng)田土壤及地下水中殘留的異味有機(jī)污染物DMDS治理提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 材料樣品及試劑

從蘇州某廢棄農(nóng)藥廠廠房四周選取4個(gè)點(diǎn)，于2 m深處取一定量的土壤樣品和地下水樣品進(jìn)行混合，混合樣放置于4℃的冰柜中冷藏保存，作為本試驗(yàn)的降解菌篩選來(lái)源樣品。DMDS標(biāo)準(zhǔn)品（化學(xué)式CHS，純度99.3%）選購(gòu)于阿爾塔科技有限公司。乙醇選用色譜級(jí)，所有使用的純水均為艾肯水精靈制造的RO超純水機(jī)制備。細(xì)菌總DNA提取采用索萊寶細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒。

1.1.2 儀器與設(shè)備

試驗(yàn)過(guò)程中DMDS生物降解產(chǎn)物采用頂空-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定，型號(hào)78908B15977A，Agilent Technologies GC System，色 譜 柱：HP-5 ms-（60～325℃）：30 m×250μm×0.25μm；微生物分離培養(yǎng)采用微電腦智能化控制隔水式恒溫培養(yǎng)箱（GNP-9160型）；微生物液體藥瓶培養(yǎng)采用全溫?fù)u瓶柜（HYG-A型）；微生物DNA擴(kuò)增和檢測(cè)采用PCR分析儀（上海培清科技有限公司，型號(hào)：JS-680D）。

1.1.3 培養(yǎng)基

無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基（MSM）：0.630 g NHCl，1.965 g KHPO·3HO，0.5 g KHPO，1 g NaCl，0.1 g MgSO，1 g EDTA，超純水1 000 mL。用0.1 mol·L的NaOH溶液或HCl溶液調(diào)節(jié)pH至7.0。

牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基：牛肉膏0.5 g，蛋白胨1 g，NaCl 0.5 g，超純水100 mL。用0.1 mol·L的NaOH溶液或HCl溶液調(diào)節(jié)pH至7.2。固體培養(yǎng)基加入1.5 g左右的瓊脂。

LB培養(yǎng)基：胰化蛋白胨1 g，酵母提取物0.5 g，NaCl 1 g，超純水100 mL。用0.1 mol·L的NaOH溶液或HCl溶液調(diào)節(jié)pH至7.0。固體培養(yǎng)基加入1.5 g左右的瓊脂。

高氏合成一號(hào)培養(yǎng)基：2 g可溶性淀粉，0.1 g KNO，0.05 g KHPO·3HO，0.05 g NaCl，0.05 g MgSO·7HO，0.001 g FeSO·7HO，超純水100 mL。用0.1 mol·L的NaOH溶液或HCl溶液調(diào)節(jié)pH至7.4。固體狀態(tài)需要加入1.5 g的瓊脂。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 菌株的分離純化特征及鑒定

取25 g試驗(yàn)土樣于250 mL錐形瓶中，并加入100 mL超純水，放幾粒玻璃珠，在120 r·min、30℃的恒溫?fù)u床上振蕩混勻。24 h后，取出錐形瓶，靜置10 min，吸取0.5 mL上清液置于提前配制好的LB固體培養(yǎng)基上，并用涂抹玻璃棒進(jìn)行四周旋轉(zhuǎn)涂抹，將所有的土樣進(jìn)行相同操作后，置于恒溫培養(yǎng)箱，30℃倒置培養(yǎng)48 h。觀察平板上的菌落形態(tài)，并且從平板上挑取不同的菌落進(jìn)行單菌落分離，涂布平板，培養(yǎng)48 h。經(jīng)過(guò)連續(xù)3次單菌落分離純化后，挑取單菌落在LB液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)48 h，待菌液渾濁，如菌液不渾濁需再進(jìn)行一輪液體富集培養(yǎng)直至菌液渾濁。使用DNA提取試劑盒提取總DNA，提取后進(jìn)行PCR擴(kuò)增、凝膠電泳檢測(cè)，并將其送至基因測(cè)序公司進(jìn)行16SrDNA基因測(cè)序，將所得到的16SrDNA序列于NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行98%同源性比對(duì)，確定菌名。

1.2.2 單菌體對(duì)DMDS的降解分析

在超凈工作臺(tái)上將分離純化后的菌株，按照5%的接種量接種于以200 mg·LDMDS為唯一碳源的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，用膠塞封口并裹上封口膜，在25℃、120 r·min的恒溫?fù)u床上培養(yǎng)72 h后，吸取2 mL待測(cè)液置于滅菌后的頂空瓶子中，使用頂空-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行DMDS掃描，測(cè)定含量。色譜條件：?jiǎn)螔呙柘到y(tǒng)設(shè)置，柱箱溫度35℃，色譜柱-1計(jì)算流量為1.5 mL·min，離子源溫度為230℃，MS-四極桿溫度為150℃，前進(jìn)樣口設(shè)定值加熱器180℃，壓力6.777 76 Pa，隔墊掃吹流量為3 mL·min，后進(jìn)樣口設(shè)定值加熱器250℃，壓力11.604 Pa，隔墊掃吹流量3 mL·min，恒定流量后運(yùn)行為2 mL·min，平衡時(shí)間為30 min，GC循環(huán)15 min，樣品持續(xù)進(jìn)樣0.2 min。根據(jù)降解率=（對(duì)照樣品的殘余含量-試驗(yàn)樣品的殘余含量）/對(duì)照樣品的殘余含量×100%，確定各個(gè)單一菌體的降解率，選擇降解效果最明顯的菌株作為試驗(yàn)菌。

1.2.3 生長(zhǎng)曲線

將分離純化后的菌株接種于含有200 mg·LDMDS的無(wú)機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中，25℃、120 r·min條件下?lián)u床培養(yǎng)，每個(gè)處理3次重復(fù)，在不同的時(shí)間（0、2、8、16、24、32、40、48、56、64、72、80 h）取樣，用分光光度計(jì)在600 nm波長(zhǎng)下測(cè)定菌液的OD值，由此確定菌株的生長(zhǎng)曲線。

1.2.4 環(huán)境因子對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響

采用單因素進(jìn)行有關(guān)環(huán)境因子試驗(yàn)，將分離純化后的菌株，按照接種量為5%規(guī)格接種于含有DMDS的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，測(cè)定其同一時(shí)間的OD和DMDS的濃度，計(jì)算降解率，比較環(huán)境因子對(duì)該菌降解DMDS的影響。

環(huán)境因子如下：

（1）DMDS初始濃度：接種5%體積分?jǐn)?shù)的菌液于含有50、100、150、200、250、300 mg·LDMDS的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，在溫度為30℃、pH為7、轉(zhuǎn)速為120 r·min的條件下培養(yǎng)72 h，設(shè)不加菌為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次。

（2）pH：接種5%體積分?jǐn)?shù)的菌液于含有50 mg·LDMDS的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，以DMDS為唯一碳源，溫度為30℃，轉(zhuǎn)速為120 r·min，調(diào)節(jié)pH為5、7、9，振蕩培養(yǎng)72 h。設(shè)不加菌為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次。

（3）溫度：接種5%體積分?jǐn)?shù)的菌液于含有50 mg·LDMDS的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，DMDS為唯一碳源，在pH為7，轉(zhuǎn)速為120 r·min時(shí)，設(shè)置溫度分別為10、20、30℃，振蕩培養(yǎng)72 h。設(shè)不加菌為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次。

（4）轉(zhuǎn)速：接種5%體積分?jǐn)?shù)的菌液于含有50 mg·LDMDS的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，DMDS為唯一碳源，在pH為7，溫度為30℃時(shí)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速分別為65、130、200 r·min，振蕩培養(yǎng)72 h。設(shè)不加菌為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次。

（5）外加碳源：接種5%體積分?jǐn)?shù)的菌液于含有50 mg·LDMDS的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，另外同時(shí)向培養(yǎng)基中分別加入2 g的淀粉、葡萄糖或蔗糖，在pH為7、溫度為30℃、轉(zhuǎn)速為120 r·min條件下，振蕩培養(yǎng)72 h。設(shè)不加碳源為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次。

（6）外加氮源：接種5%體積分?jǐn)?shù)的菌液于含有50 mg·LDMDS的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，外加0.1 g的蛋白胨、尿素或明膠，在pH為7、溫度為30℃、轉(zhuǎn)速為120 r·min的條件下，振蕩培養(yǎng)72 h。設(shè)不加氮源為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，結(jié)果表示為3個(gè)重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差。采用Mega 7.0進(jìn)行細(xì)菌進(jìn)化樹(shù)繪制，使用SPSS 22.0進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），置信限為95%。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株的鑒定

經(jīng)過(guò)多次的培養(yǎng)純化富集、初篩、復(fù)篩，得到一株降解能力較好的菌株SZT-1，該菌能以DMDS為唯一碳源在平板上生長(zhǎng)（圖1），平板上的菌落形態(tài)粗糙，不透明，白色微黃，隆起褶皺。在光學(xué)顯微鏡上進(jìn)行觀察（圖2），SZT-1周生鞭毛，可活動(dòng)，革蘭氏染色為陽(yáng)性。與16SrDNA測(cè)序結(jié)果在NCBI上比對(duì)的結(jié)果表明，該菌株的序列與多種芽孢桿菌屬菌株具有高度相似性，菌株系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(shù)如圖3所示。

圖1 SZT-1平板菌落形態(tài)Figure 1 SZT-1 plate colony morphology

圖2 SZT-1鏡檢形態(tài)（×100倍）Figure 2 Microscopic examination of SZT-1 morphology（×100 times）

圖3 SZT-1系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)Figure 3 Phylogenetic treeof SZT-1

2.2 SZT-1的生長(zhǎng)曲線

由圖4c STZ-1的生長(zhǎng)曲線可以看出，波長(zhǎng)為600 nm時(shí)，該菌株在32 h之前的OD值均比較低，說(shuō)明菌株生長(zhǎng)較為緩慢，一般情況下，24 h前菌株生長(zhǎng)應(yīng)該比較旺盛，生長(zhǎng)較為緩慢可能是因?yàn)镈MDS作為唯一碳源導(dǎo)致的。32～56 h，OD值具有迅速上升的趨勢(shì)，并且在56 h達(dá)到最高值2.087，說(shuō)明該菌株在經(jīng)過(guò)生長(zhǎng)遲緩期后，可以迅速進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，如圖4a和圖4b所示，菌液的顏色由清亮變?yōu)辄S白色。在56 h后，菌株的OD值呈現(xiàn)一定的下降再略上升的趨勢(shì)，說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)，在DMDS被菌株降解的過(guò)程中，可能產(chǎn)生了某種抑制菌株生長(zhǎng)的中間產(chǎn)物。

圖4 SZT-1生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)Figure 4 Growth dynamic of SZT-1

2.3 DMDS的降解動(dòng)力學(xué)結(jié)果

對(duì)比自然條件下和試驗(yàn)條件下，200 mg·LDMDS在無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中的降解效果。如表1所示，同等環(huán)境條件下，在試驗(yàn)終點(diǎn)72 h時(shí)，自然降解后的DMDS濃度為167.8 mg·L，而加入SZT-1后，DMDS濃度僅剩109.4 mg·L，說(shuō)明SZT-1對(duì)DMDS有明顯的降解效果。自然條件下，DMDS的降解比較緩慢，降解率比較低，且在72 h內(nèi)降解率僅有13%左右；而在試驗(yàn)條件下，SZT-1對(duì)DMDS的降解率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)不斷增加，其降解動(dòng)力學(xué)曲線如圖5所示，在0～42 h間，某一時(shí)刻的DMDS濃度與初始濃度之比（C/）不斷下降，在42 h時(shí)降解率達(dá)到55.7%，42～72 h趨于平穩(wěn)。菌株在32 h之前的生長(zhǎng)比較遲緩，而降解率卻在平穩(wěn)升高，32～56 h菌株生長(zhǎng)進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，而降解率增加幅度較小，綜合考慮原因主要是SZT-1降解DMDS過(guò)程存在飽和臨界機(jī)制，時(shí)間延長(zhǎng)，緩慢達(dá)到飽和的降解臨界，整體趨于平穩(wěn)，同時(shí)也與DMDS的初始濃度相關(guān)。采用一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行DMDS降解過(guò)程擬合，自然條件的對(duì)照組和SZT-1的試驗(yàn)組的都在0.9以上，說(shuō)明擬合程度較好，符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展模式，從表2可以明顯看出，接種SZT-1后，DMDS的半衰期縮短至86.6 h，說(shuō)明接種SZT-1可以有效提高DMDS的降解效率。

表1 72 h內(nèi)自然和試驗(yàn)條件下二甲基二硫醚的剩余濃度（mg·L-1）Table 1 Residual concentration of dimethyl disulfide with and without bacteria within72 h（mg·L-1）

圖5 二甲基二硫醚的降解動(dòng)力學(xué)曲線Figure 5 Dynamic curve of DMDSdegrading

表2 SZT-1對(duì)二甲基二硫醚降解的一級(jí)動(dòng)力學(xué)曲線擬合性Table 2 The fitness of grade 1 dynamics equation with DMDS degradation curve by SZT-1

2.4 環(huán)境因子對(duì)SZT-1降解DMDS的影響

2.4.1 DMDS的初始濃度

如圖6所示，在低濃度（50 mg·L）DMDS時(shí)，降解率僅為10.69%；高濃度（250 mg·L）DMDS時(shí)，降解率為60.97%，說(shuō)明DMDS的初始濃度明顯影響菌株對(duì)其的降解率；而在最高濃度（300 mg·L）DMDS時(shí)，出現(xiàn)小幅下降，此時(shí)吸光度值也有一定的下降，可能是DMDS濃度過(guò)高抑制了菌株的生長(zhǎng)，導(dǎo)致降解率下降。

圖6 DMDS初始濃度對(duì)SZT-1降解效率的影響Figure 6 Effects of initial DMDSconcentrations on the degrading of DMDSby SZT-1

2.4.2 pH

如圖7所示，隨著p H升高，降解率降低，在pH為5的弱酸性條件下，降解率可以達(dá)到23.58%，此時(shí)的吸光度也最高，達(dá)到0.613，說(shuō)明菌落生長(zhǎng)旺盛，增強(qiáng)了對(duì)DMDS的降解；在pH為9的堿性條件下，降解率大幅度下降，此時(shí)吸光度值也比較小，說(shuō)明菌落在堿性條件下，生長(zhǎng)會(huì)受到抑制，不利于其對(duì)DMDS的降解。

圖7 pH對(duì)SZT-1降解DMDS的影響Figure 7 Effects of pH on DMDSdegrading by SZT-1

2.4.3 溫度

如圖8所示，降解率和吸光度值均隨著溫度的升高而升高，10℃時(shí)，吸光度值為0.301，此時(shí)降解率僅有7.47%，說(shuō)明低溫不利于菌株的生長(zhǎng)，導(dǎo)致DMDS的降解率較低；在30℃時(shí)，吸光度值和降解率較20℃時(shí)大幅度增加，說(shuō)明在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，當(dāng)溫度為30℃時(shí)，菌株生長(zhǎng)最旺盛，溫度差異對(duì)降解率的影響較大。

圖8 溫度對(duì)SZT-1降解DMDS的影響Figure 8 Effectsof temperature on DMDSdegrading by SZT-1

2.4.4 轉(zhuǎn)速

如圖9所示，菌株對(duì)DMDS的降解率趨勢(shì)與其吸光度所體現(xiàn)的生長(zhǎng)曲線趨勢(shì)相同。轉(zhuǎn)速高低對(duì)液體搖瓶通氣量有很大影響，轉(zhuǎn)速不同即通氣量不同會(huì)影響菌株的生長(zhǎng)，SZT-1是好氧菌，需要充足的氧氣，因此轉(zhuǎn)速會(huì)影響菌株對(duì)DMDS的降解。當(dāng)轉(zhuǎn)速為130 r·min時(shí)，吸光度值最大，降解率最大達(dá)到15.3%。但是極高轉(zhuǎn)速條件不利于菌株生長(zhǎng)，同時(shí)也不利于菌株對(duì)DMDS的降解。

圖9 轉(zhuǎn)速（通氣量）對(duì)SZT-1降解DMDS的影響Figure 9 Effects of rotation per minute（aeration）on DMDS degrading by SZT-1

2.4.5 外加碳源

如圖10所示，對(duì)照組中，以DMDS為唯一碳源時(shí)，降解率僅4.62%，外加任何碳源后，降解率都會(huì)有一定的增加，說(shuō)明外加碳源對(duì)降解率的影響較大，其中外加淀粉時(shí)菌株生長(zhǎng)最好，降解率達(dá)到68.54%，為最優(yōu)碳源。外加蔗糖時(shí)的吸光度值下降，此時(shí)菌落生長(zhǎng)較差，但對(duì)應(yīng)的降解率卻達(dá)到54.96%，說(shuō)明蔗糖對(duì)DMDS的降解與其菌落生長(zhǎng)的關(guān)系影響較小，可能某個(gè)降解產(chǎn)物抑制了菌落生長(zhǎng)。

圖10 外加碳源對(duì)SZT-1降解DMDS的影響Figure 10 Effectsof exogenously addition of carbon sources on DMDSdegrading by SZT-1

2.4.6 外加氮源

如圖11所示，外加氮源后，菌株對(duì)DMDS的降解率都有增加，其中添加蛋白胨后，降解率為78.41%，為最佳的氮源選擇。添加明膠時(shí)，吸光度明顯高于其他處理，但其降解率卻低于其他處理，可能是菌落快速生長(zhǎng)，對(duì)氮源的需求量較大，明膠的添加量不足以支撐其凸顯降解效果。

圖11 外源氮源對(duì)SZT-1降解DMDS的影響Figure 11 Effects of exogenously addition of nitrogen sources on DMDSdegrading by SZT-1

3 討論

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)DMDS的生物降解研究比較少，相應(yīng)的降解菌也較少。盧信等在研究有機(jī)基質(zhì)誘發(fā)水體黑臭的機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，添加硫酸還原菌可以使蛋氨酸快速分解DMDS，并且降解率高達(dá)95%。王集軍從廣州某垃圾場(chǎng)分離篩選出一株可同時(shí)降解乙硫醇和DMDS的高效降解菌，該菌株屬于紡錘形賴氨酸芽孢桿菌（），其可在68 h對(duì)DMDS達(dá)到100%的降解效果。本研究從蘇州某農(nóng)藥廠土壤中篩選出一株具有降解DMDS的降解菌，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)環(huán)境下降解率可達(dá)50%，將其命名為SZT-1，屬于芽孢桿菌屬（Cohn）。

對(duì)于VOCs污染物的降解性，目前已有很多突破性的研究。於建明等從活性淤泥中成功篩選出一株苯乙烯高效降解菌——惡臭假單胞菌（），其在溫度為30℃時(shí)的降解率較高。門娟等的研究同樣發(fā)現(xiàn)在30℃時(shí)，銅綠假單胞菌（）對(duì)苯乙烯的降解率較高。陳藝洋篩選出一株具有高效降解鄰苯二甲酸二丁酯的菌株DNB-S1，其在pH為7、溫度為30℃時(shí)降解率顯著提高。以上結(jié)果與本試驗(yàn)的最佳降解溫度一致，可以推測(cè)，對(duì)VOCs污染物的降解可以在30℃時(shí)體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。

樊軍浩等發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌（）的最適生長(zhǎng)pH為弱酸性，本試驗(yàn)中的單因素分析，同樣體現(xiàn)了在pH為5時(shí)，菌落生長(zhǎng)較好，且此條件下的降解率也較高。宋君等在研究碳氮源對(duì)短小芽孢桿菌（）的無(wú)機(jī)氮降解試驗(yàn)中，對(duì)比了多種碳源，發(fā)現(xiàn)葡萄糖作為碳源時(shí)的降解率較高。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，淀粉作為外加碳源時(shí)降解率比較高，這是因?yàn)榻到鈱?duì)象不同，且微生物生長(zhǎng)環(huán)境有所差異。王姊威等發(fā)現(xiàn)在無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中加入淀粉作為唯一碳源，尿素為氮源時(shí)可以高效降解鄰苯二甲酸二甲酯，這與本試驗(yàn)中的淀粉作為外加碳源可以提高降解率的結(jié)果相吻合，說(shuō)明淀粉可以為微生物提供足夠的碳源進(jìn)行降解。劉娜等發(fā)現(xiàn)單一碳氮源的微生物培養(yǎng)效果遠(yuǎn)不如復(fù)合碳氮源的培養(yǎng)，而本試驗(yàn)只針對(duì)單因素分析，后期還將完善復(fù)合碳氮源的對(duì)比降解研究。

張園園等在對(duì)9種氮源對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，蛋白胨為唯一氮源的時(shí)候，朱紅硫磺菌[（）（）.]菌絲生長(zhǎng)比較好，生長(zhǎng)速度顯著提高，這與本試驗(yàn)中以蛋白胨為唯一氮源可以提高SZT-1對(duì)DMDS的降解效果相符合。何媛媛等發(fā)現(xiàn)以淀粉為碳源、蛋白胨為氮源的碳氮源組合，可以使得菌活性更高、生長(zhǎng)更旺盛。李月月等優(yōu)化枯草芽孢桿菌（）發(fā)酵液的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)環(huán)境為弱酸性、溫度為30℃、轉(zhuǎn)速為150 r·min時(shí)，發(fā)酵液中的活菌數(shù)最高，芽孢率達(dá)到84%，與本試驗(yàn)的轉(zhuǎn)速120 r·min、溫度30℃、pH為5時(shí)，降解效果最好的結(jié)果相符合。劉韶娜等對(duì)芽孢桿菌（）進(jìn)行篩選試驗(yàn)時(shí)，同樣發(fā)現(xiàn)溫度為30℃、弱酸性條件、碳源為淀粉、氮源為蛋白胨時(shí)菌株生長(zhǎng)最快。

孫潔等觀察不同環(huán)境條件下枯草芽孢桿菌（）的活菌數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，pH在3～7、溫度在20～40℃時(shí)，活菌數(shù)最高，這個(gè)最適區(qū)間與本試驗(yàn)的最佳條件相吻合。在湯瑜婧等對(duì)枯草芽孢桿菌生長(zhǎng)培養(yǎng)優(yōu)化后，同樣將環(huán)境設(shè)置成弱酸性、氮源設(shè)置為淀粉。在對(duì)枯草芽孢桿菌的應(yīng)用降解研究中，孫玲玉則發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌對(duì)黃曲霉素具有一定的降解效果，枯草芽孢桿菌作為國(guó)際公認(rèn)的安全飼料添加菌種，在以后的生物降解研究中也將會(huì)發(fā)揮巨大的作用。

本研究采用多重篩選、純化的方法，從蘇州某廢棄農(nóng)藥廠的土壤中篩選出一株能夠有效降解DMDS的降解菌SZT-1。該菌為芽孢桿菌屬的一種，已經(jīng)在市政和工業(yè)污水處理、工業(yè)循環(huán)污水處理、化糞池、畜牧養(yǎng)殖動(dòng)物廢料、臭味的處理等方面有一定的應(yīng)用，是一種具有多功能的微生物。而對(duì)于SZT-1降解DMDS的研究尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，本試驗(yàn)是首次在污染土壤中分離篩選出SZT-1，單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳降解條件（初始濃度為250 mg·L、pH 5、溫度30℃、轉(zhuǎn)速130 r·min、外加碳源為淀粉、氮源為蛋白胨）下，綜合評(píng)估其降解率可達(dá)到50%。根據(jù)GC-MS測(cè)定結(jié)果，STZ-1降解DMDS的最終目標(biāo)產(chǎn)物主要為CO、SO、HO，可能分泌某些酶類切斷C—S鍵，推測(cè)其中間產(chǎn)物含有三硫化二甲基和一些含硫基團(tuán)、甲基團(tuán)，由于本試驗(yàn)條件的限制和不足，各個(gè)單因素沒(méi)有繼續(xù)擴(kuò)展試驗(yàn)，以及具體的降解中間產(chǎn)物研究還在進(jìn)一步完善，將補(bǔ)充金屬離子試驗(yàn)、Eh試驗(yàn)等，隨著試驗(yàn)環(huán)境條件的繼續(xù)優(yōu)化，降解機(jī)制的深入研究，降解率會(huì)不斷提升。綜上所述，本研究結(jié)果豐富了芽孢桿菌屬的生物降解應(yīng)用范圍，且有望應(yīng)用于DMDS污染的水和土壤環(huán)境治理當(dāng)中。但是目前本項(xiàng)工作只進(jìn)行了部分環(huán)境單因子試驗(yàn)，沒(méi)有進(jìn)行廣泛的多因子試驗(yàn)，有關(guān)該菌的最佳降解性能、野外實(shí)際降解效果和降解環(huán)境條件、環(huán)境中其他微生物的影響、降解產(chǎn)物的二次污染性、降解機(jī)理等還需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

從蘇州某廢棄農(nóng)藥廠土壤分離純化的芽孢桿菌SZT-1能夠有效降解水中的二甲基二硫醚異味污染物，經(jīng)過(guò)表型分析及16SrDNA基因序列同源性比對(duì)鑒定，該菌株序列與芽孢桿菌屬有98%以上的相似性，能以二甲基二硫醚作為唯一碳源生長(zhǎng)，在添加適當(dāng)?shù)耐庠刺荚矗ǖ矸郏┖偷矗ǖ鞍纂耍琾H為5、溫度30℃、轉(zhuǎn)速為130 r·min的條件下，可以大幅提高SZT-1的降解效果，最高降解效果達(dá)到50%。

：本項(xiàng)研究得到科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《農(nóng)藥行業(yè)場(chǎng)地異味清除材料與控制技術(shù)》（2019YFC1806100）的支持，南京信息工程大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境系2017級(jí)本科生劉斌文、2018級(jí)本科生張磊參與了部分試驗(yàn)。