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炼油废水中塑化剂优势菌的筛选及降解特性研究

作　者: 王巧凤
导　师: 颜家保
学　校: 武汉科技大学
专　业: 化学工艺
关键词: 邻苯二甲酸二丁酯己二酸二辛酯优势菌降解特性炼油废水
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、己二酸二辛酯（DOA）是两种典型的塑化剂，广泛应用于PVC材料生产行业。这两种塑化剂都属于环境激素类物质，对动物和人类具有致癌、致畸、致突变作用，干扰体内正常的激素水平，特别是对生殖系统会产生较大的影响。炼油废水生化出水的GC-MS分析表明，这两种物质在生化出水难降解物质中占有较大比例，故寻求一种有效去除这类污染物的方法，对人类生存和环境保护都具有重要意义。本论文分别以邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和己二酸二辛酯（DOA）为目标底物，从石化废水处理生化处理池活性污泥中筛选得到各自对应的高效降解菌株，分别命名为DBP-WUST和DOA6。结合形态观察、生理生化特性和16S rDNA对两株菌进行了鉴定；考察了温度、pH、接种量、摇床转速等因素对菌株降解底物的影响；分别探讨了两株菌株的动力学特性和对底物降解的广谱性；并研究了菌株DBP-WUST对DBP的代谢途径以及对实际炼油废水的处理效果。得到的研究结论如下：（1）筛选得到DBP、DOA高效降解菌各一株DBP-WUST、DOA6，鉴定结果表明前者为Elizabethkingia sp.，后者为芽孢杆菌属（Bacillus sp.），这是首次发现Elizabethkingiasp.具有降解DBP的活性。（2）菌株DBP-WUST降解DBP的较优条件为：培养基初始pH=7.0，培养温度35℃，摇床转速150r/min，接种量7%，盐浓度0.5%(m/v)；菌株DOA6降解DOA的较优条件为：培养基初始pH=8.0，培养温度30℃，摇床转速150r/min，接种量2%。在相应的较优条件下，菌株DBP-WUST可在60h内将400mg/L的DBP完全降解，菌株DOA6经过80h的培养，可将200mg/L的己二酸二辛酯降解完全。（3）底物降解广谱性表明：菌株DBP-WUST能有效利用DOA，同时对吡啶、乙基苯和萘也具有一定的降解效果，但不能利用喹啉、对二甲苯和硝基苯进行生长代谢；菌株DOA6能利用对二甲苯、DBP、乙基苯和萘，但不能利用喹啉、吡啶和硝基苯。菌株DBP-WUST降解DBP的过程较好的满足一级反应动力学，菌株DOA6降解DOA的过程较好的满足零级反应动力学。（4）菌株DBP-WUST降解DBP的路径如下：DBP→MBP→PA，DBP先水解断裂双酯键中的一个酯键形成邻苯二甲酸单丁酯（DMP），后水解断裂另一个酯键，形成邻苯二甲酸（PA），后经过开环反应等最后完全矿化生成H2O和CO2。菌株DBP-WUST能快速适应实际炼油废水环境，不仅对其中的DBP具有较好的去除效果，同时能降解其它有机污染物，有效降低废水的COD。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章文献综述  10-23
  1.1 塑化剂  10
  1.2 环境内分泌干扰物  10-11
  1.3 炼油废水概述  11-12
  1.4 炼油废水中塑化剂的种类及危害  12-14
    1.4.1 邻苯二甲酸二丁酯的性质特点及危害  13
    1.4.2 己二酸二辛酯的性质特点及危害  13-14
  1.5 环境中 DBP 的去除方法  14-18
    1.5.1 物理处理法  14-15
    1.5.2 化学处理法  15-17
    1.5.3 生物处理法  17-18
  1.6 DBP 生物降解的代谢机理  18-19
  1.7 己二酸二辛酯的研究  19-20
  1.8 课题的选题背景、意义及研究目的、内容  20-23
    1.8.1 选题背景及意义  20
    1.8.2 研究目的及内容  20-21
    1.8.3 课题研究的技术路线  21-23
第二章材料和方法  23-36
  2.1 实验材料  23-25
    2.1.1 菌种来源  23
    2.1.2 主要仪器设备  23-24
    2.1.3 主要试剂  24-25
    2.1.4 试验所用培养基  25
  2.2 优势菌的筛选  25-27
    2.2.1 优势菌的富集、驯化  25-26
    2.2.2 优势菌的分离纯化  26
    2.2.3 优势菌的筛选  26
    2.2.4 优势菌的保藏  26-27
  2.3 优势菌的鉴定  27-29
    2.3.1 菌落形态观察  27
    2.3.2 革兰氏染色  27
    2.3.3 菌株生理生化特性  27
    2.3.4 优势降解菌的 16S rDNA 鉴定  27-29
  2.4 降解率/去除率的计算方法  29
  2.5 分析方法  29-32
    2.5.1 邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯含量的测定方法  29-32
    2.5.2 菌体浓度的测定  32
  2.6 优势菌株 DBP-WUST、DOA6 的降解特性  32-34
    2.6.1 培养温度对菌株降解底物的影响  32-33
    2.6.2 培养基初始 pH 对菌株降解底物的影响  33
    2.6.3 接种量对菌株降解底物的影响  33
    2.6.4 摇床转速对菌株降解底物的影响  33-34
    2.6.5 盐浓度对菌株 DBP-WUST 降解 DBP 的影响  34
  2.7 优势菌株 DBP-WUST、DOA6 的底物降解广谱性  34
  2.8 优势菌株 DBP-WUST、DOA6 的生长降解曲线  34
  2.9 优势菌株 DBP-WUST、DOA6 的降解动力学  34-35
  2.10 菌株 DBP-WUST 降解 DBP 的代谢途径  35
  2.11 DBP-WUST 对实际炼油废水的处理效果  35-36
第三章结果与讨论  36-64
  3.1 优势降解菌株的筛选  36-37
    3.1.1 DBP 降解菌株的分离纯化及降解能力的比较  36
    3.1.2 DOA 优势降解菌株的筛选  36-37
  3.2 优势菌株的生理生化特征及菌落形态  37-39
    3.2.1 优势菌株在 LB 平板上的菌落形态  37-38
    3.2.2 优势菌株革兰氏染色结果  38
    3.2.3 优势菌株的生理生化特征  38-39
  3.3 优势菌株的 16S rDNA 鉴定  39-46
    3.3.1 DBP 降解菌 DBP-WUST 的 16S rDNA 鉴定  39-42
    3.3.2 DOA 降解菌 DOA6 的 16S rDNA 鉴定  42-46
  3.4 优势菌株降解特性的研究  46-53
    3.4.1 DBP 降解菌 DBP-WUST 的降解特性  46-49
    3.4.2 DOA 降解菌 DOA6 的降解特性  49-53
  3.5 优势菌株对不同底物的降解  53-54
    3.5.1 DBP 降解菌株 DBP-WUST 对不同底物的降解  53-54
    3.5.2 DOA 降解菌株 DOA6 对不同底物的降解  54
  3.6 优势菌株 DBP-WUST、DOA6 的生长及降解曲线  54-56
    3.6.1 DBP 降解菌株 DBP-WUST 的生长曲线与降解曲线  54-55
    3.6.2 DOA 降解菌株 DOA6 的生长曲线与降解曲线  55-56
  3.7 优势菌株 DBP-WUST、DOA6 的降解动力学  56-59
    3.7.1 DBP 降解菌株 DBP-WUST 的降解动力学  56-58
    3.7.2 DOA 降解菌株 DOA6 的降解动力学  58-59
  3.8 DBP 降解菌株 DBP-WUST 代谢途径的研究  59-61
    3.8.1 菌株 DBP-WUST 降解 DBP 中间产物的红外光谱分析  59-60
    3.8.2 菌株 DBP-WUST 降解 DBP 中间产物的 GC/MS 分析  60-61
  3.9 DBP 降解菌 DBP-WUST 对炼油废水的处理效果  61-64
    3.9.1 DBP 降解菌 DBP-WUST 对炼油废水中 DBP 的去除效果  61-62
    3.9.2 DBP 降解菌 DBP-WUST 对炼油废水中 COD 的去除效果  62-64
第四章结论与建议  64-66
  4.1 本论文的主要研究结论  64
  4.2 本论文的创新之处  64-65
  4.3 建议  65-66
参考文献  66-71
硕士研究生期间发表的论文及专利  71-72
致谢  72-73
中文详细摘要  73-75
英文详细摘要  75-76

炼油废水中塑化剂优势菌的筛选及降解特性研究

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