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非离子表面活性剂降解及对土壤的影响研究

作　者: 胡浩
导　师: 曾清如
学　校: 湖南农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 非离子表面活性剂降解土壤
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文介绍了从洗涤剂厂排污口的废水中分离筛选出能够分别降解非离子表面活性剂Brij-35和Triton X-100的降解菌株,分别命名为B-2和T-1,并对其进行形态结构观察、分子生物学鉴定、降解效率和环境影响因素等研究;采用室内培养法研究了Brij-35和TritonX-100对土壤脲酶活性,氨化菌,硝化菌,土壤呼吸作用强度,氨化作用和硝化作用的影响,并对比投放降解菌株后的变化。主要结论如下:使用扫描电镜（SEM）观察到了两株菌株的形态特征:B-2菌体短杆状,无鞭毛,有荚膜;T-1菌体短杆状,顶端生鞭毛。16S rDNA序列分析法鉴定菌株B-2属于伯克霍尔德菌菌属（Burkholderia）,菌株T-1属于苍白杆菌属（Ochrobactrum sp.）。菌株B-2生长最适pH值为7,最适温度为30℃。菌株T-1生长最适pH值为6～8,最适温度为25℃。在浓度为100 mg/L时,Triton X-100的降解速度比Brij-35慢:在浓度为200～800 mg/L时,结果相反。两株菌株对氮源的利用范围广泛。菌株B-2在含NH₄⁺的降解培养基中Brij-35的降解率要高于含蛋白胨或NO₃^-的降解培养基;菌株T-1在含蛋白胨或NH₄⁺的降解培养基中,Triton X-100的降解率要高于含NO₃^-的降解培养基。Cu²⁺对两株表面活性剂降解菌株均有毒性,Zn²⁺、Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺对菌株有轻微的抑制作用。非离子表面活性剂处理过的菜园土和茶园土中,脲酶活性明显受到抑制,两种表面活性剂对土壤中脲酶活性影响基本相同。而加入降解菌株的菜园土,脲酶活性先是迅速被激活,然后受到抑制,活性缓慢降低而回到初始状态。加入降解菌株的茶园土,脲酶活性在初期受到抑制,然后迅速激活,达到最大值后,活性才有所降低。茶园土和菜园土中,氨化菌和硝化菌受非离子表面活性剂的影响较大。土壤中添加降解菌株后,较未添加的土壤中氨化菌和硝化菌的生长量有明显的增加。加入非离子表面活性剂降解菌株的菜园土和茶园土中呼吸作用强度在前4 d内明显增强随后开始降低,而未加入降解菌株的菜园土中,因非离子表面活性剂的降解速度较缓土壤呼吸强度变化较小。非离子表面活性剂对供试土壤中氨化作用有明显的抑制作用。两种供试土壤在投加非离子表面活性剂32 d内,NH₄⁺-N变化趋势不同:菜园土中投加表面活性剂后,NH₄⁺-N浓度波动变化,总的趋势是降低的;经过两种非离子表面活性剂处理的土样中,NH₄⁺-N浓度先是增加随后降低。降解菌株的投放能够明显减弱非离子表面活性剂对土壤氨化作用的影响:投放降解菌株的菜园土,NH₄⁺-N浓度在试验前期降低,随后开始上升,32 d时能够大致恢复到背景值;Brij-35处理的茶园土中投加降解菌株后,NH₄⁺-N浓度在初期一直增加,第8 d时,浓度开始下降,而TritonX-100处理的土壤中,NH₄⁺-N浓度持续增加。非离子表面活性剂能够抑制土壤中硝化作用。两种供试土壤在经过两种非离子表面活性剂处理之后,NO₃^--N浓度在初期都有明显的降低,在第8 d时才开始增加。投放降解菌株后,两种供试土壤中硝化作用变化不同,菜园土中硝化作用在受到短时间的促进后,NO₃^--N浓度增加,1 d后浓度降低并呈波动变化;而茶园土中硝化作用在试验初期受到抑制,第8 d时被激活随后再次被抑制,直到24 d时,NO₃^--N浓度才开始有所增加并回复到背景值附近,但是TritonX-100处理的茶园土中硝化作用一直受到抑制。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
前言  12-20
  1 研究目的和意义  12-13
  2 研究进展  13-19
    2.1 表面活性剂生物降解的研究方法  13-14
      2.1.1 活性污泥法  13
      2.1.2 震荡培养法  13
      2.1.3 测定二氧化碳法  13-14
      2.1.4 生物耗氧量法(BOD)和Warbarg法  14
    2.2 表面活性剂微生物降解研究进展  14-17
      2.2.1 表面活性剂的微生物降解性研究  14
      2.2.2 表面活性剂的生物降解机理的研究  14-17
      2.2.3 非离子表面活性剂生物降解性与结构关系的研究  17
    2.3 表面活性剂对土壤性质及土壤微生物的影响  17-19
      2.3.1 表面活性剂在土壤环境中的危害性研究  18
      2.3.2 表面活性剂对土壤微生物的影响研究  18-19
  3 本研究的主要内容  19-20
第一章非离子表面活性剂降解菌株的分离、筛选及鉴定  20-28
  1 材料与方法  20-23
    1.1 试验材料  20-22
      1.1.1 主要供试药剂  20-21
      1.1.2 菌株的来源  21
      1.1.3 主要仪器  21
      1.1.4 培养基的制备  21-22
    1.2 试验方法  22-23
      1.2.1 菌株的筛选与分离  22
      1.2.2 菌株的形态特征与鉴定  22-23
  2 结果与分析  23-27
    2.1 筛选分离菌株的菌落形态特征  23
    2.2 菌株的扫描电镜形态特征  23-24
    2.3 16S RDNA序列分析  24-27
  3 小结  27-28
第二章非离子表面活性剂降解菌株降解特性研究  28-36
  1 材料与方法  28-30
    1.1 试验材料  28-29
      1.1.1 主要供试试剂  28
      1.1.2 主要仪器  28-29
    1.2 试验方法  29-30
      1.2.1 降解菌株对非离子表面活性剂的降解性试验方法  29-30
      1.2.2 非离子表面活性剂测定方法  30
  2 结果与分析  30-35
    2.1 温度对菌株生长及降解的影响  30-31
    2.2 PH对菌株生长及降解的影响  31
    2.3 底物浓度对菌株生长及降解的影响  31-34
    2.4 氮源对菌株生长及降解的影响  34
    2.5 金属离子对菌株生长及降解的影响  34-35
  3 小结  35-36
第三章非离子表面活性剂对土壤理化性质的影响  36-47
  1 试验材料与方法  36-41
    1.1 试验材料  36-38
      1.1.1 供试土壤基本理化性质  36-37
      1.1.2 主要供试试剂及配制  37-38
    1.2 试验方法  38
    1.3 测定项目与方法  38-41
      1.3.1 土壤中脲酶活性的测定  38-39
      1.3.2 土壤中氨化菌和硝化菌的测定  39
      1.3.3 土壤呼吸作用强度测定方法  39
      1.3.4 土壤中NH_4~+-N的测定方法  39-40
      1.3.5 土壤中NO_3-N的测定方法  40-41
  2 结果与分析  41-46
    2.1 非离子表面活性剂对土壤脲酶活性的影响  41-42
    2.2 非离子表面活性剂对土壤氨化菌和硝化菌的影响  42-43
    2.3 表面活性剂对土壤呼吸作用强度的影响  43
    2.4 表面活性剂对土壤中NH_4~+-N浓度的影响  43-44
    2.5 表面活性剂对土壤中NO_3~--N浓度的影响  44-46
  3 小结  46-47
第四章结论与展望  47-49
  1 主要研究结论  47-48
  2 特点与创新  48
  3 今后研究方向  48-49
参考文献  49-53
致谢  53-54
作者简历  54
攻读硕士学位期间的主要研究成果  54

非离子表面活性剂降解及对土壤的影响研究

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