【摘要】：四溴雙酚A是全世界應(yīng)用最廣的溴代阻燃劑,也是一種潛在的內(nèi)分泌干擾物。因其具有生物蓄積性、持久性和生物毒性,對于其生物降解的研究具有必要性。國內(nèi)外已有研究表明,四溴雙酚A在厭氧降解途徑中產(chǎn)生具有加劇毒性效應(yīng)的雙酚A,且厭氧-好氧連續(xù)工藝使處理過程復(fù)雜化,因此本研究將采用一步好氧降解法。另外,由于四溴雙酚A具有極強(qiáng)的疏水性,因此土壤與沉積物將是其在環(huán)境中的最終歸屬；同時,在四溴雙酚A污染嚴(yán)重的土壤中往往伴隨著重金屬污染。至今,關(guān)于四溴雙酚A與重金屬的復(fù)合污染修復(fù)研究尚且沒有報道,基于此,本文首次提出利用活性污泥制備微生物菌劑強(qiáng)化四溴雙酚A-銅復(fù)合污染的好氧生物修復(fù)研究。本研究采用熱堿工藝制備污泥裂解液,培養(yǎng)本實驗室篩選出的高效降解四溴雙酚A菌株P(guān)seudomonas sp. fz制備微生物菌劑。在有無銅離子(5 mg/L)存在的體系中,該菌劑經(jīng)35℃,150 rpm恒溫?fù)u床作用96h后對四溴雙酚A(10 mg/L)的降解率分別為85.0%,82.1%；銅離子濃度小于5 mg/L時可促進(jìn)四溴雙酚A的降解,污泥菌劑可在一定程度上緩解高濃度銅離子(5-25 mg/L)抑制微生物降解四溴雙酚A的效應(yīng)。通過考察污泥菌劑的降解特性,表明裂解液中的有機(jī)質(zhì)可作為共代謝基質(zhì)降解四溴雙酚A。熒光分光光度計的三維圖譜顯示生活污泥中的腐殖酸具有兩個位點參與重金屬的絡(luò)合,其絡(luò)合參與率分別為77.5%、47.8%；傅里葉紅外光譜檢測結(jié)果顯示絡(luò)合官能團(tuán)以羧基、羥基和羰基為主。其次,考察污泥菌劑降解體系中微生物的生理特性變化,表明污泥裂解液的存在提高了微生物細(xì)胞表面疏水性與微生物脫氫酶活性,減少了四溴雙酚A與銅離子對細(xì)胞膜的損傷。針對四溴雙酚A-銅復(fù)合污染土壤,污泥菌劑修復(fù)特性研究結(jié)果顯示采用好氧生物堆工藝。保持土壤40%-50%的含水率,污泥菌劑15天內(nèi)對四溴雙酚A (3 0mg/kg)污染土壤的降解率可達(dá)76.1%,土壤修復(fù)后脫氫酶活提高11倍;污泥菌劑15天內(nèi)對四溴雙酚A(30 mg/kg)-銅(800mg/kg)污染土壤中四溴雙酚A的降解率達(dá)到75.6%,同時促使離子態(tài)銅向有機(jī)結(jié)合態(tài)銅轉(zhuǎn)移,土壤修復(fù)后種子發(fā)芽指數(shù)提高25%。
【圖文】：

體系與污泥菌劑降解體系中細(xì)胞疏水性變化。在兩組降解體系中設(shè)置如下實驗組：ａ未逡逑添加污染物的菌株ｆｚ純培養(yǎng)；ｂ添加１０邋ｍｇ／ＬＴＢＢＰＡ；邋ｃ添加１０邋ｍｇ／ＬＴＢＢＰＡ和５逡逑ｍｇ／ＬＣｕ（ＩＩ）；邋ｄ添力卩５ｎｉｇ／ＬＣｕ（ＩＩ），其結(jié)果如圖３．１１所示。逡逑６０邋Ｈ邐逡逑“邐口邋Ｃｏｎｔｒｏｌ逡逑５０－邐＿邐■邋Ｓｌｕｄｇｅ邋ａｇｅｎｔ逡逑ｊ．＇．－邋‘？．逡逑４０邋－邐，邐Ｖ逡逑，邋＾逡逑ｆ．．．邋■？，逡逑Ｘ邋３０－邐Ｖ邐Ｓ逡逑。！邋ＪＪｊ邋Ｉ逡逑ａｂｅｄ逡逑１２ｈ邐９６ｈ逡逑圖３．１１不同體系中Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ邋ｓｐ．邋ｆｚ的疏水性測定逡逑Ｆｉｇ．３．１１邋Ｃｅｌｌ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ邋ｏｆ邋Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ邋ｓｐ．邋ｆｚ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｍｅｄｉｕｍ逡逑在不同的培養(yǎng)體系與降解體系中，，Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ邋ｓｐ．邋ｆｚ降解ＴＢＢＰＡ吸附Ｃｕ（ＩＩ）時，逡逑其菌體表面疏水性均發(fā)生了一定的變化。首先，經(jīng)過ＬＢ培養(yǎng)的菌株ｆｚ幾乎完全親水，逡逑這也間接解釋了在ＬＢ純培養(yǎng)條件下菌株ｆｚ對ＴＢＢＰＡ降解率極低；污泥菌劑中菌株ｆｚ逡逑的疏水性有大幅度提高達(dá)到５６．３５％，增加了菌株與ＴＢＢＰＡ相互作用的幾率。經(jīng)過四天逡逑純培養(yǎng)以及不同污染物作用后，相對于無機(jī)鹽體系中菌株ｆｚ具有較低的疏水性，污泥裂逡逑解液的存在顯著提高了微生物的疏水性但相對于對數(shù)期其疏水性也出現(xiàn)了下降的情況

Ｃｏｎｔｒｏ】邐Ｓｌｕｄｇｅ邋ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ邋ａｇｅｎｔ逡逑圖３．１４不同培養(yǎng)體系中菌株ｆｚ的細(xì)胞膜損傷率逡逑Ｆｉｇ．３．１４邋Ｍｅｍｂｒａｎｅ邋ｄａｍａｇｅｄ邋ｃｅｌｌｓ邋ｄａｔａ邋ｏｆ邋ｓｔｒａｉｎ邋ｆｚ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ＭＢＭ邋ａｎｄ邋ｓｌｕｄｇｅ邋ａｇｅｎｔ逡逑３．５．３污泥裂解液對微生物脫氫酶的影響逡逑脫氧酶作為菌體氧化還原反應(yīng)最主要的酶，在微生物生長繁殖和降解污染物過程中逡逑扮演著重要角色。在不同的培養(yǎng)體系中，在加入不同的底物后，微生物生長代謝發(fā)生變逡逑化，其酶活也會受到環(huán)境的影響而產(chǎn)生一定的變化。本實驗分別使用ＬＢ培養(yǎng)基與污泥逡逑裂解液培養(yǎng)基在３０°Ｃ、１５０邋ｒｐｍ條件下培養(yǎng)活化后的菌株ｆｚｌ２邋ｈ后，依據(jù)２．２．１０的方法逡逑測定兩組培養(yǎng)基中微生物的脫氧酶活性；同時，對比無機(jī)鹽降解體系與污泥菌劑降解體逡逑系中脫氧酶活的變化。對兩組降解體系設(shè)置如下實驗組：ａ未添加污染物的菌株ｆｚ純培逡逑養(yǎng)；ｂ邋添力口邋１０ｍｇ／ＬＴＢＢＰＡ；ｃ邋添力口邋１０邋ｍｇ／ＬＴＢＢＰＡ和邋５邋ｍｇ／ＬＣｕ（ＩＩ）；ｄ邋添力口邋５邋ｍｇ／ＬＣｕ（ＩＩ）。逡逑結(jié)果如圖３．１５所示，污泥菌劑體系的脫氧酶活性均高于無機(jī)鹽體系。ＬＢ培養(yǎng)１２ｈ逡逑后的菌株ｆｚ脫氫酶活性為７．４８邋ｍｇＴＦ／（Ｌ＿ｈ），而使用污泥裂解液培養(yǎng)１２邋ｈ后微生物脫氫逡逑－３９邋－逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X53;X172

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2557686