辛基酚聚氧乙烯醚好氧生物降解产物的GC_MS测定_臧瑞玲

第24卷第6期2005年11月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVo.l24,No.6November2005*留学人员回国基金资助项目.**联系人:E-mail:wangyan66@sjtu.edu.cn,电话:021-54747364.辛基酚聚氧乙烯醚好氧生物降解产物的GC-MS测定*臧瑞玲胡晓芳印春生蔡伟民王艳**(上海交通大学环境科学与工程学院,上海,200240)摘要从上海闵行区污水处理厂曝气池中的污泥和上海孙桥农业园区农田表层土壤样品中分离得到两株好氧降解菌株:B16-2(曝气池)和N1(农田),都能够不同程度地降解辛基酚聚氧乙烯醚(OPEOn).利用气相色谱-质谱联用仪对其好氧生物降解产物进行了表征和鉴别.结果表明,两株菌对OPEOn的好氧生物降解都产生了环境雌激素活性物质———辛基酚,从曝气池中分离出的B16-2好氧降解产生了丁基酚聚氧乙烯醚,从仙人掌土壤分离出的N1菌株降解以羟基端EO链的逐渐断裂为主要途径.关键词辛基酚聚氧乙烯醚,土壤,降解菌,内分泌干扰物.烷基酚聚氧乙烯醚(Alkylphenolpolyethoxylates,APEOn)例如辛基酚聚氧乙烯醚是重要的非离子表面活性剂,研究发现APEOn的生物降解产物烷基酚(alkylphenol,AP)、烷基酚乙烯醚低聚物APEO1和APEO2等具有内分泌干扰物活性\[1—4\],其中辛基酚(Octylphenol,OP)是APEOn降解产物中环境雌激素活性最强的\[5,6\],其雌激素效应比壬基酚强40余倍\[7\].本研究从不同农田土壤中分离降解OPEOn的微生物,并与曝气池中分离的菌株降解产物进行比较研究,以确定不同来源菌株对OPEOn好氧生物降解机理,为阐明不同农田生态系统中OPEOn的好氧生物降解过程奠定基础.1实验方法富集、筛选培养基为以辛基酚聚氧乙烯醚为唯一碳源的无机盐培养基\[1,8\],成分如下(gl-1):OPEOn(1),NaCl(2.5),(NH4)2SO4(2.0),MgSO47H2O(0.3),CaCl2(0.01),Na2HPO4(3.7),KH2PO4(0.9);维生素(2mll-1);痕量元素(1mll-1).维生素溶液成分如下(mg100ml-1):吡多醇盐酸盐(10.0),维生素B2(5.0),维生素B1(5.0),吡啶酸-[3](5.0),硫辛酸(5.0),邻氨基苯酸(5.0),维生素H(2.0),维生素Bc(2.0),维生素B12(0.1).痕量元素溶液的成分如下(mg100ml-1):MnCl2H2O(20.0),CoCl26H2O(4.0),Na2MO42H2O(26.0),FeCl36H2O(15.0).于2004年9月采集上海孙桥农业园区农田表层土壤.取5g过筛土壤样品加入到20ml含有上述富集培养基的三角瓶中,在30℃,100rmin-1条件下富集培养7d,以1∶50转接到筛选培养基,同样条件下培养7d,选择明显生长的菌液,取1ml进行梯度稀释(104—108)涂布在筛选培养基平板上,30℃培养7d,挑单菌落接入筛选培养基并划线培养,重复两次,最后将筛选出来的两个单菌落接入以OPEOn为唯一碳源的无机盐培养液中,对降解50d和70d的单菌落培养液进行GC-MS分析,和未经降解的参照培养液对比,确定降解产物,通过富集培养分离出两株菌株:B16-2(来自曝气池)和N1(来自仙人掌土壤).将分离出来的菌株在5ml的LB培养液中25℃持续振摇6h,取100μl接种到OPEOn液体培养基中(100ml),混匀后置于摇床上培养(25℃),分别于0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,36,48h取样,在660nm下测其光密度,生长曲线如图1所示.用气相色谱-质谱测定其降解产物,CPB-1柱(25m×0.22mmID×0.25μm膜厚),以氮气为载气,在连续流条件下(20.7mlmin-1)分流进样,分流比为20.进样口温度为130℃,以10℃min-1的6期臧瑞玲等:辛基酚聚氧乙烯醚好氧生物降解产物的GC-MS测定715速率上升到280℃保持35min.EI条件为:离子能为70eV,检测器电压为1.1kV;电离温度为200℃;m/z范围为45—600;扫描时间为0.5s.图1B16-2和N1以OPEOn为唯一碳源的生长曲线Fig.1GrowthcurveofbacteriaB16-2andN1strainsinthepresenceoftheOPEOn2OPEOn好氧降解产物的GC-MS分析2.1未经降解的OPEOn培养液的GC-MS图谱如图2示,OPEO2,OPEO3,OPEO4,OPEO5,OPEO6和OPEO7的保留时间分别为(min):11.146,13.653,