發(fā)布時(shí)間：2018-02-27 21:09

  本文關(guān)鍵詞： 厭氧生物降解 四溴雙酚A(TBBPA) 腸桿菌屬(Enterobacter sp.) 降解途徑　出處：《南京理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著四溴雙酚A用量的日益增多,四溴雙酚A在環(huán)境中累積現(xiàn)象也日益明顯。因?yàn)樗匿咫p酚A具有難降解、生物遷移、生物累積等特點(diǎn),對(duì)環(huán)境及生物體存在潛在危害,因此人們對(duì)四溴雙酚A的關(guān)注越來越多,四溴雙酚A在環(huán)境中的無害化成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。在四溴雙酚A的諸多降解技術(shù)中,生物降解技術(shù)成本低,效果顯著,故被廣泛應(yīng)用。研究以南京城東污水處理廠二沉池污泥為原泥,建立四溴雙酚A厭氧降解菌馴化系統(tǒng),通過馴化、富集培養(yǎng)、分離及純化篩選出對(duì)四溴雙酚A降解效果良好的菌株,研究其降解特性,推測(cè)其降解途徑。構(gòu)建四溴雙酚A厭氧降解菌馴化系統(tǒng)：控制馴化溫度為30℃,pH 6.8-7.2,機(jī)械攪拌速率為200 r/min,分批次投加四溴雙酚A溶液。穩(wěn)定馴化100天之后,反應(yīng)器中微生物對(duì)10 mg/L的四溴雙酚A降解效果明顯。經(jīng)過10天的培養(yǎng),降解率可達(dá)94.8%,因此可將其用于后續(xù)四溴雙酚A厭氧降解菌的篩選。通過富集培養(yǎng)、分離和純化,最終分離篩選出兩株對(duì)四溴雙酚A厭氧降解效果良好的菌株,分別命名為NJUST20和NJUST21。在溫度30℃,pH 7.0,初始四溴雙酚A濃度10 mg/L條件下培養(yǎng)6天,NJUST20和NJUST21對(duì)四溴雙酚A的降解率分別為63.5%和42.8%。在30℃條件下培養(yǎng)3天之后,觀察兩株菌菌落特點(diǎn)得出:NJUST20菌株生長良好,菌落呈規(guī)則的圓形,邊緣整齊,表面光滑,有光澤,濕潤,質(zhì)地柔軟,易挑取,表面凸起,菌落呈黃白色,菌落直徑約2-4mm；NJUST21菌落不規(guī)整,邊緣不明顯,濕潤,無光澤,質(zhì)地柔軟,表面呈發(fā)散的條紋狀,菌落顏色為白色,略微有彩虹的光澤。NJUST20和NJUST21革蘭氏染色均呈紅色,為革蘭氏陰性菌。掃描電鏡顯示：NJUST20 細(xì)胞呈直桿狀,大小約為0.61×(1.33-1.57)gm,周身鞭毛；NJUST21細(xì)胞呈接近于球形的短桿狀,細(xì)胞大小約為0.59×(0.64-0.93)μm,有鞭毛。提取NJUST20和NJUST21的16S rDNA,經(jīng)PCR擴(kuò)增、測(cè)序及序列分析之后得出：NJUST20屬于腸桿菌科(Enterobacteriaceae)腸桿菌屬(Enterobacter),命名為Enterobacter sp. NJUST20; NJUST21屬于腸桿菌科(Enterobacteriaceae)沙雷氏菌屬(Serratia),命名為Serratia sp. NJUST21。對(duì)Enterobacter sp. NJUST20的生物化學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè),并與腸桿菌屬中各個(gè)種進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)其符合Enterobacter gergoviae種的各種性質(zhì),因此推斷Enterobacter sp. NJUST20為Enterobacter gergoviae中中的一株。因NJUST20具有更好的四溴雙酚A厭氧降解能力,故以之為目的菌株進(jìn)行降解特性研究。通過單因素實(shí)驗(yàn)得出,NJUST20最佳降解溫度為35℃,pH為7.0,在此條件下,初始濃度10 mg/L的四溴雙酚A,培養(yǎng)6天之后四溴雙酚A剩余為1.8 mg/L,降解可率達(dá)81.9%。對(duì)NJUST20厭氧降解四溴雙酚A的過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)其符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,其中降解速率常數(shù)k為0.4020d-1,半衰期T1/2為1.6 d。通過HPLC和GC-MS對(duì)降解產(chǎn)物進(jìn)行分析,結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn),推測(cè)Enterobacter sp. NJUST20厭氧條件下降解四溴雙酚A的降解途徑為：四溴雙酚A首先脫掉4個(gè)溴原子,變成雙酚A；之后雙酚A兩個(gè)苯環(huán)之間斷裂變成2,4-二羥基苯乙酮和2,5-二羥基苯甲酸。2,4-二羥基苯乙酮可能脫掉一個(gè)碳原子變成2,4-二羥基苯甲酸；然后2,5-二羥基苯甲酸和2,4-二羥基苯甲酸發(fā)生開環(huán)反應(yīng)變成4-羥基-5-甲基-2-己酮；4-羥基-5-甲基-2-己酮最終被降解為無毒且可以被微生物利用的草酸和異丁酸。本課題在受四溴雙酚A污染的土壤、污泥、底泥及水體等環(huán)境介質(zhì)的修護(hù)工作中具有較大的應(yīng)用前景,對(duì)四溴雙酚A厭氧降解工程菌的構(gòu)建具有重要意義。另外也為四溴雙酚A厭氧降解微生物的降解條件及降解途徑研究提供了參考。
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【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X172

【參考文獻(xiàn)】

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1 閆夢(mèng)s，

本文編號(hào)：1544343