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氯氰菊酯优势降解菌的筛选及降解特性研究
作 者: 李志明
导 师: 姜彬慧;姜莉
学 校: 东北大学
专 业: 环境工程
关键词: 氯氰菊酯 芽孢杆菌 分离筛选 降解特性 生物修复
分类号: TQ450.26
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要
农药是用以防治植物病虫害、消灭杂草和调节植物生长的化学药剂,对农业生产起着重要作用。但由于长期和广泛地大量施用,造成土壤环境中农药残留与污染导致危及动植物和人体健康。虽然人们普遍认为拟除虫菊酯类农药具有高效低毒的特性,但是它同时具有对光、热稳定的特点,所以,在环境中半衰期较长,很难在自然条件下快速降解。而氯氰菊酯由于疏水性比较大,是拟除虫菊酯类农药中较难降解的一种。由于传统的物理化学降解方法仍然会带来二次污染,近年来,作为一种成本低廉、对环境友好的土壤污染的生物修复技术已成为研究的热点,而采用微生物降解农药也成为无害化技术的发展趋势。本研究从喷洒过氯氰菊酯的土壤中筛选分离、驯化得到6株具有降解活性的菌株,其中1种L0菌的降解能力稳定且降解率最高。通过研究菌株L0的形态及生理生化特性,初步鉴定该菌属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。进一步研究L0菌株的最佳生长条件为:在普通培养基中,72h达到最大生长量,在无机盐培养基中,48h生长量最大;最佳生长温度26℃,最佳初始pH值7,最佳氮源为蛋白胨,最佳碳源是葡萄糖;当葡萄糖浓度为1%时,最适的C:N为20:1;最佳无机盐离子浓度为:Na+0.2g/L、K+0.6g/L及Mg2+0.5g/L。采用气相色谱法分析L0对氯氰菊酯的降解作用。在最佳生长条件下L0对氯氰菊酯的降解率高达到87.5%;L0对氯氰菊酯的最佳降解条件:温度26℃,pH 7,底物浓度为100mg/L;添加少量的外加碳源(葡萄糖)能促进Lo对氯氰菊酯的降解,最佳外加碳源浓度为200mg/L初步研究了L0对氯氰菊酯污染土壤的微生物修复作用。将菌株扩大培养后,添加到模拟氯氰菊酯污染的土壤中,在自然条件下降解,利用紫外分光光度计法检测土壤中氯氰菊酯的残留量,经15天降解率可达到57.67%。研究结果表明:利用微生物治理农药污染土壤的生物修复技术具有广阔的应用前景。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-11 第一章 综述 11-22 1.1 拟除虫菊酯简介 12-16 1.1.1 拟除虫菊酯发展史 12-13 1.1.2 拟除虫菊酯主要品种的性质 13-15 1.1.3 拟除虫菊酯农药污染现状 15-16 1.2 农药的降解 16-18 1.2.1 农药的化学降解 16-17 1.2.2 农药的光降解 17 1.2.3 农药的超声降解 17 1.2.4 微生物降解 17-18 1.2.5 生物修复技术简介 18 1.3 拟除虫菊酯生物降解国内外研究现状、发展动态 18-21 1.3.1 菌株筛选 19-20 1.3.2 酶促降解的研究 20 1.3.3 研究中存在的问题及发展方向 20-21 1.4 课题的研究意义和主要研究内容 21-22 1.4.1 课题研究意义 21 1.4.2 论文研究的主要内容 21-22 第二章 实验材料与方法 22-31 2.1 实验仪器、设备和试剂 22-24 2.1.1 实验仪器、设备 22 2.1.2 实验试剂 22-24 2.2 土样来源 24 2.3 试剂的配制 24-25 2.3.1 菌株鉴定所用试剂 24 2.3.2 培养基配制 24-25 2.4 实验方法 25-31 2.4.1 菌株分离纯化 25-26 2.4.2 菌株的初步鉴定 26-28 2.4.3 菌株生长条件的测定 28 2.4.4 氯氰菊酯气相色谱检测 28-29 2.4.5 降解菌对氯氰菊酯降解性能的研究 29 2.4.6 菌株修复氯氰菊酯污染土壤的模拟实验 29-31 第三章 氯氰菊酯优势降解茵的筛选及特性研究 31-47 3.1 菌株的筛选与驯化 31-32 3.1.1 菌株的初筛 31 3.1.2 菌株的驯化与复筛 31-32 3.2 降解性能的验证 32-35 3.2.1 氯氰菊酯的标准曲线制作 32-33 3.2.2 培养基中氯氰菊酯的萃取 33 3.2.3 添加回收率的测定 33-34 3.2.4 菌株的培养及取样 34 3.2.5 农药降解率计算 34 3.2.6 L_0对氯氰菊酯的降解 34-35 3.3 菌株的初步鉴定 35-40 3.3.1 菌落特征菌体形态 36-37 3.3.2 L_0生理生化特征 37-40 3.4 最佳生长条件的研究 40-45 3.4.1 菌株的生长曲线测定 40-41 3.4.2 pH值试验 41-42 3.4.3 温度试验 42 3.4.4 最佳碳源试验 42-43 3.4.5 最佳氮源试验 43-44 3.4.6 最佳碳氮比试验 44 3.4.7 无机盐利用试验 44-45 3.5 小结 45-47 第四章 氯氰菊酯优势降解菌降解性能研究 47-54 4.1 菌悬液的制备 47 4.2 降解率影响因素的研究 47-50 4.2.1 温度对降解率的影响 47-48 4.2.2 pH值对降解率的影响 48 4.2.3 底物浓度对降解率的影响 48-49 4.2.4 共代谢 49-50 4.3 L_0修复氯氰菊酯污染土壤的模拟实验 50-52 4.3.1 氯氰菊酯溶于三氯甲烷的特征吸收峰检测 50 4.3.2 氯氰菊酯紫外分光光度计法标准曲线检测 50-51 4.3.3 L_0对土样中氯氰菊酯降解研究 51-52 4.4 小结 52-54 第五章 结论 54-55 参考文献 55-59 致谢 59
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 农药工业 > 一般性问题 > 生物活性测定与安全性评价 > 安全性评价
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