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菹草死亡后邻苯二甲酸酯的释放及生物可利用性研究

作　者: 倪静
导　师: 迟杰
学　校: 天津大学
专　业: 环境科学
关键词: 菹草死亡破碎邻苯二甲酸酯释放生物可利用性
分类号: X50
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 51次
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内容摘要

本课题是结合国家自然科学基金项目《沉水植物对环境内分泌干扰物环境行为影响研究》的部分内容而进行的。本课题选择2种典型内分泌干扰微污染物邻苯二甲酸酯(PAEs)——邻苯二甲酸正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)为目标化合物,水体中比较典型、容易获得的代表性沉水植物菹草为受试植物,在实验室条件下对菹草死亡破碎后PAEs的释放行为及其微生物可利用性进行了研究。本研究对于弄清沉水植物衰败后这类污染物的二次释放以及环境风险等问题具有重要的理论意义和参考价值。论文主要取得了以下成果:1.降解菌的鉴定结果:菌株H-1是从海河沉积物中分离纯化得到的,能以混合DBP和DEHP作为唯一碳源和能源,经形态分析和生理生化分析鉴定为异常球菌属(Deinococcus)。2.PAEs吸附动力学实验结果表明:DBP和DEHP在菹草颗粒上的吸附速度很快,DBP约为0.5 h即可达到吸附平衡,DEHP约为2 h;DBP的Kd值在0~0.5 h内急剧上升,随后略有升高;DEHP的Kd值在24 h内逐渐升高,DBP和DEHP的Kd最大值分别为1305和1284。PAEs解吸动力学实验结果表明:DBP和DEHP解吸速度很快,DBP大约0.5 h就达平衡,DEHP约为1 h,菹草颗粒物中DEHP的解吸附能力较差。3.PAEs浓度对菌降解能力的影响实验结果表明:优势降解菌株H-1对DBP和DEHP降解效果显著,并遵循一级反应动力学。浓度在0.1~1.0 mg/L范围内,随着浓度的升高,DBP和DEHP的降解动力学常数没有显著差异,浓度升高到10 mg/L时,降解动力学常数略有下降。4.PAEs释放及生物可利用性实验结果表明:受PAEs污染的菹草在死亡破碎后能够释放出PAEs并被生物利用。与单纯的解吸过程相比,加入降解菌株后,菹草中DBP和DEHP的释放量增加,达到释放平衡的时间延长,DBP相对于DEHP更加容易释放到水体中。与将DBP和DEHP直接加到水中相比,菹草中的DBP和DEHP更难被生物利用,尤其是DEHP。MEHP的生成量很低,水溶液中和菹草中MBP的浓度都比MEHP高;MEHP比MBP更易被吸附。单酯MBP、MEHP可能分别比DBP、DEHP更难被所筛选微生物利用。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-25
  1.1 邻苯二甲酸酯的研究概况  9-19
    1.1.1 邻苯二甲酸酯的来源及理化性质  9-10
    1.1.2 邻苯二甲酸酯的毒性及对人体的危害  10-12
    1.1.3 邻苯二甲酸酯在环境中的污染情况  12-15
      1.1.3.1 水环境中邻苯二甲酸酯污染现状  13
      1.1.3.2 大气环境中邻苯二甲酸酯污染现状  13-14
      1.1.3.3 土壤和沉积物中邻苯二甲酸酯污染现状  14-15
      1.1.3.4 生物样品中邻苯二甲酸酯污染现状  15
    1.1.4 邻苯二甲酸酯的环境行为  15-19
      1.1.4.1 邻苯二甲酸酯的吸附解吸  15-16
      1.1.4.2 邻苯二甲酸酯的水解反应  16
      1.1.4.3 邻苯二甲酸酯的光解过程  16-17
      1.1.4.4 邻苯二甲酸酯的生物降解  17-19
  1.2 沉水植物与污染物的相互作用  19-23
    1.2.1 有机污染物对沉水植物的毒性作用  20-21
    1.2.2 沉水植物对有机污染物的富集降解作用  21-22
    1.2.3 沉水植物衰败时污染物的释放和生物可利用性  22-23
  1.3 本课题研究的主要内容和意义  23-25
第二章邻苯二甲酸酯降解菌的鉴定  25-32
  2.1 实验材料与仪器  25-28
    2.1.1 实验材料  25-26
    2.1.2 主要培养基  26-28
  2.2 实验方法  28-29
    2.2.1 细菌观察  28
    2.2.2 革兰氏染色实验  28
    2.2.3 生理生化实验  28-29
  2.3 结果与讨论  29-31
    2.3.1 菌种的观察  30-31
    2.3.2 菌株生理生化反应  31
  2.4 结论  31-32
第三章菹草对邻苯二甲酸酯的吸附解吸  32-39
  3.1 实验材料与仪器  32-33
    3.1.1 实验材料与试剂  32-33
    3.1.2 实验仪器  33
  3.2 实验方法  33-34
    3.2.1 沉水植物菹草的培养、染毒及研磨  33
    3.2.2 吸附解吸实验  33-34
    3.2.3 空白实验  34
    3.2.4 水样的预处理  34
    3.2.5 GC-FID分析方法  34
    3.2.6 固体—水分配系数的计算  34
  3.3 结果及分析  34-38
    3.3.1 器壁吸附、挥发等因素的影响  34-35
    3.3.2 菹草对邻苯二甲酸酯的吸附  35-37
    3.3.3 菹草对邻苯二甲酸酯的解吸  37-38
  3.4 结论  38-39
第四章邻苯二甲酸酯的浓度对生物降解能力的影响  39-47
  4.1 实验材料与仪器  39
  4.2 实验方法  39-40
    4.2.1 菌悬液的制备  39
    4.2.2 不同初始浓度邻苯二甲酸酯的生物降解动力学实验  39-40
    4.2.3 水样的预处理  40
    4.2.4 GC-FID分析方法  40
  4.3 结果及分析  40-46
    4.3.1 对照实验结果  40-41
    4.3.2 不同初始浓度邻苯二甲酸酯的生物降解动力学分析  41-46
  4.4 结论  46-47
第五章菹草死亡后邻苯二甲酸酯的释放及生物可利用性  47-59
  5.1 实验材料与仪器  47
  5.2 实验方法  47-50
    5.2.1 沉水植物菹草的准备  47-48
    5.2.2 菌悬液的制备  48
    5.2.3 释放性和生物可利用性实验  48
    5.2.4 水样的预处理  48
    5.2.5 沉水植物样品的预处理  48-49
    5.2.6 气相色谱－质谱测定方法  49-50
  5.3 结果及分析  50-58
    5.3.1 液相邻苯二甲酸酯浓度变化  50-51
    5.3.2 菹草中邻苯二甲酸酯浓度变化  51-52
    5.3.3 整个系统中邻苯二甲酸酯总量变化  52-53
    5.3.4 液相中单酯的浓度变化  53-54
    5.3.5 菹草中单酯的浓度变化  54-55
    5.3.6 整个系统中单酯的总量变化  55-57
    5.3.7 整个系统中单双酯的总量变化  57-58
  5.4 结论  58-59
第六章研究结论与展望  59-61
  6.1 结论  59-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-68
发表论文和参加科研情况说明  68-69
致谢  69

菹草死亡后邻苯二甲酸酯的释放及生物可利用性研究

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