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多环芳烃降解菌的生长特性及其在土壤修复中的应用

作　者: 思显佩
导　师: 邵承斌
学　校: 重庆工商大学
专　业: 环境工程
关键词: 同步荧光法假单胞菌属降解动力学共代谢降解菌株应用
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

多环芳烃的生物降解具有高效、无二次污染,是目前污染土壤修复优先考虑的方法。本文研究了从污染土壤中筛选多环芳烃降解菌的生长特性,探讨了利用农业废弃物培养多环芳烃降解菌的可行性以及多环芳烃降解菌在污染土壤中修复中的应用前景。本论文的主要研究内容和结论如下:(1)建立了恒能量同步荧光法测定土壤中多环芳烃的方法。土壤提取方法为超声提取,提取的最佳温度为35℃,最佳表面活性剂为2 mL十二烷基硫酸钠。测定土壤中多环芳烃,芘、蒽的回收率分别为82.95%、114.65%。芘和蒽荧光测定的精密度分别为8.55%和7.02%。测得土壤样品中芘、蒽的含量分别为19.71、2.47mg/kg。(2)从长期受石油污染的土壤中筛选分离出高效比降解菌( DY-1菌株),该菌株对多环芳烃有较强耐受性,7天内对初始浓度为150 mg/L芘的的降解率达到了82.6%。对荧蒽、萘和菲的降解率分别为29.06%、30.7%、29.12%,蒽的降解率为17.26%,联苯的降解率达到了40.11%。根据形态学,生理生化特征初步鉴定该菌株为革兰氏阴性假单胞菌属(Pseu domonas sp.)。(3)研究了DY-1菌株的培养条件及动力学生长特性。以芘的降解率为指标,采用单因素和正交实验法对芘降解菌DY-1培养条件进行优化,分析不同条件下芘降解动力学特性。DY-1菌株降解芘的最优条件:T为30℃,pH为7.5,摇床转速为150 r/min,接种量为1.5 mL;在不同培养条件下芘的降解符合一级动力学模型。(4)分析了不同重金属离子浓度,共代谢物质对DY-1菌株降解多环芳烃的影响。结果表明,重金属离子对DY-1菌降解多环芳烃有不同的影响,其中,Cu2+、Pb2+离子的影响最明显,最高均为20%左右,最低均为10%以下;低浓度Zn2+、Cr6+离子对菌DY-1降解多环芳烃有促进作用,降解率均能达到30%;低浓度代谢方式中,加入蔗糖后,芘降解率达到90 %,醋酸钠对芘降解影响不显著;低浓度萘或蒽存在时,芘的降解率有一定增加。(5)探讨了利用玉米芯培养芘降解菌(DY-1)的可行性。采用五种霉菌降解玉米芯,再利用降解液培养DY-1菌株。实验表明:白腐菌玉米芯降解溶液替代蔗糖和酵母膏作为碳氮源培养菌DY-1菌株,芘降解率达80%左右,能够节省碳源50-60%,氮源60-80 %,是一种比较理想培养基替代物。(6)DY-1降解菌修复污染土壤的实验。实验设A:不灭菌土样;B:土样菌液DY-1;C:土样+蚯蚓;D:土样+蚯蚓+菌液DY-1;E:土样+蚯蚓+菌液DY-1 +植物(黑麦草);F:土样+菌液DY-1 +植物(黑麦草)6个处理。分析土壤中低浓度芘和蒽浓度随时间变化情况,测定土壤中细菌、真菌和放线菌、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶的活性。研究表明:植物,蚯蚓, DY-1菌株在一定程度上都能降解土壤中的芘和蒽,以DY-1菌株和蚯蚓联合应用降解芘,蒽的效果最好。

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摘要 5-7ABSTRACT 7-10第1章绪论 10-22 1.1 引言 10 1.2 土壤多环芳烃的测定方法 10-11 1.3 多环芳烃的来源和危害 11-12 1.4 多环芳烃降解的影响因素 12-17 1.5 多环芳烃降解的机理 17-18 1.6 土壤中多环芳烃的修复 18-20 1.7 本论文研究的意义、创新点、主要内容 20-22第2章土壤中多环芳烃的同步荧光法测定 22-29 2.1 实验仪器与材料 22-23 2.2 试验方法 23-24 2.3 结果与分析 24-28 2.4 本章小结 28-29第3章芘高效降解菌的筛选与初步鉴定 29-38 3.1 材料与培养基 29-31 3.2 实验方法 31-34 3.3 结果与分析 34-37 3.4 本章小结 37-38第4章芘降解菌 DY-1 的条件优化及动力学特性分析 38-43 4.1 材料与培养基 38 4.2 实验方法 38 4.3 结果与分析 38-42 4.4 本章小结 42-43第5章重金属离子及共代谢物质对 DY-1 菌株降解多环芳烃的影响 43-49 5.1 材料与培养基 43 5.2 实验方法 43-44 5.3 结果及分析 44-46 5.4 讨论 46-47 5.5 本章小结 47-49第6章降解液作为培养基对 DY-1 菌株降解芘的影响 49-56 6.1 材料与培养基 49 6.2 实验方法 49-51 6.3 结果和讨论 51-54 6.4 本章小结 54-56第7章芘降解菌DY-1 在污染土壤修复中的应用 56-66 7.1 材料与方法 56-57 7.2 实验方法 57-60 7.3 结果及讨论 60-64 7.4 本章小结 64-66第8章结论与建议 66-68 结论 66-67 建议 67-68参考文献 68-76附录 76-77致谢 77

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