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2，4-二硝基甲苯的微生物共代谢降解研究

作　者: 袁芳
导　师: 黄中华
学　校: 南京理工大学
专　业: 环境科学
关键词: 2,4-DNT 共代谢生物降解微生物动力学模型废水
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

论文采用恒温振荡摇瓶好氧培养法,选育出一株革兰氏阳性呈椭圆状的2,4-DNT高效降解菌,对最佳共代谢基质以及氮源利用情况、初始浓度、温度和pH值等降解条件进行了优化,研究了不同共代谢基质条件下2,4-DNT浓度随时间变化的规律,建立了反应动力学模型以及微生物细胞生长动力学模型,并结合高效液相色谱及离子色谱等波谱分析技术,对降解机理进行了初步探讨。结果表明,该降解菌不能以2,4-DNT为唯一氮源,在2,4-DNT初始浓度为50mg/L, pH为中性偏碱性,温度为30℃,共代谢基质为葡萄糖且其浓度与2,4-DNT浓度之比为4：1时降解菌的降解率可达75%左右,加入0.6g/L的无水乙醇能使降解率提高至90%以上；2,4-DNT降解菌的降解过程符合一级反应动力学规律,当2,4-DNT浓度为50mg/L,葡萄糖与2,4-DNT浓度之比为4：1时反应速率常数最高,在共代谢基质存在的条件下,仍能用单底物抑制型模型Andrews方程较好拟合；该降解菌对2,4-DNT的矿化程度达到了53.2%,降解过程中主要出现两种中间产物,且这两种物质的极性均大于2,4-DNT,有可能脱去了一个硝基或者是硝基转换成了其他基团。论文研究结果为2,4-DNT工业废水的生物法处理提供了一定的理论和实验依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
1 绪论  9-22
  1.1 2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)废水的处理现状  9-21
    1.1.1 2,4-DNT简介  9
    1.1.2 2,4-DNT废水的来源及排放标准  9-10
    1.1.3 2,4-DNT废水的处理方法  10-12
    1.1.4 2,4-DNT的微生物降解研究进展  12-16
    1.1.5 共代谢降解研究  16-17
    1.1.6 化学反应动力学与反应级数  17-18
    1.1.7 微生物细胞生长动力学模型研究概述  18-21
  1.2 课题研究意义和研究内容  21-22
2 实验材料与方法  22-32
  2.1 实验材料  22-24
    2.1.1 菌种来源  22
    2.1.2 实验所用主要试剂  22
    2.1.3 实验所用主要仪器  22-23
    2.1.4 实验所用培养基  23-24
  2.2 分析方法  24-26
    2.2.1 微生物生长曲线的绘制  24
    2.2.2 2,4-DNT浓度的分析  24-25
    2.2.3 细胞浓度的分析  25-26
    2.2.4 NO_2~-浓度的分析  26
  2.3 实验方法  26-32
    2.3.1 菌种的驯化和分离  26-27
    2.3.2 降解菌的富集培养和菌悬液的制备  27
    2.3.3 高效降解菌的筛选  27
    2.3.4 高效降解菌的染色及菌落形态观察  27-28
    2.3.5 高效降解菌降解条件优化  28-30
    2.3.6 微生物细胞生长动力学模型的建立方法  30-31
    2.3.7 微生物细胞生长动力学模型的建立步骤  31
    2.3.8 高效降解菌降解2,4-DNT的机理分析  31-32
3 实验结果与分析  32-56
  3.1 高效降解菌的筛选  32-34
  3.2 革兰氏染色结果和菌落形态图  34-35
    3.2.1 革兰氏染色结果  34
    3.2.2 高效降解菌的菌落特征  34-35
  3.3 优化高效降解菌的降解条件  35-46
    3.3.1 优化共代谢基质  35-38
    3.3.2 优化氮源浓度  38-39
    3.3.3 2,4-DNT初始浓度对降解效果的影响  39-41
    3.3.4 优化pH值  41-42
    3.3.5 优化温度条件  42-44
    3.3.6 无水乙醇作为共代谢基质对2,4-DNT降解的影响  44-45
    3.3.7 总结  45-46
  3.4 动力学模型的建立  46-52
    3.4.1 不同共代谢基质条件下动力学模型的建立  46-48
    3.4.2 不同浓度葡萄糖条件下动力学模型的建立  48-52
    3.4.3 总结  52
  3.5 2,4-DNT的降解机理初探  52-56
    3.5.1 高效液相色谱图  52-53
    3.5.2 离子色谱图和TOC结果分析  53-55
    3.5.3 总结  55-56
4 结论与建议  56-58
  4.1 结论  56
  4.2 建议  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-65
附录  65

2，4-二硝基甲苯的微生物共代谢降解研究

内容摘要

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