第二届全国土壤修复大会

聚丙烯酰胺由于其良好的理化特性而被广泛应用于各个行业，但目前对于聚丙烯酰胺微生物降解过程及其对土壤微生物群落的影响尚不明确。本研究从污泥中筛选出一株高效阴离子型聚丙烯酰胺（polyacrylamide, PAM）降解菌，经鉴定该菌株为克雷伯氏菌属（Klebsiella sp.），命名为Klebsiella sp. PCX，利用生物炭负载该降解菌去除土壤中的PAM，并进一步探究其降解过程的微生物生态影响。研究结果表明：1） Klebsiella sp. PCX可以PAM为唯一碳源和氮源生存，基因组为5.2 Mb，GC含量为58.17%，其中具有PAM好氧降解通路中关键的酰胺水解酶、单加氧酶以及脂肪酸代谢相关酶基因，在好氧条件下，该菌株能通过α-氧化和ß-氧化有效降解PAM。2）土壤中PAM的酰胺基在酰胺酶作用下水解，主链在单加氧酶和脂肪酸代谢相关酶的作用下发生氧化断裂，脱去的氨基继续进行硝化作用，该过程可能会引起土壤酸化。3）相比生物炭、降解菌单独或不负载投加，投加生物炭负载菌对土壤中PAM去除效率最高。4）尽管添加了外源功能菌，但由于生物炭的添加，处理中土壤细菌多样性仍出现增高，并刺激了一些本地PAM降解类群的生长，因此，通过添加细菌固定化生物炭来降解PAM是生物增强和生物刺激策略的协同作用。本研究可为聚丙烯酰胺污染土壤或含聚丙烯酰胺污泥的处理提供理论依据和技术支持。