【摘要】：鄰苯二甲酸二-(2-乙基己基)酯(di-(2-ethylhexyl)phthalate,簡稱DEHP)是應(yīng)用范圍最廣的鄰苯二甲酸酯(phthalic acid esters,簡稱PAEs)類化合物之一,主要被用作增塑劑添加到產(chǎn)品中,鄰苯二甲酸二辛酯(di-n-octyl phthalate,簡稱DOP)是DEHP的直鏈同分異構(gòu)體,被廣泛應(yīng)用于橡膠軟管和裝修材料等。由于DEHP和DOP與塑料之間并非通過共價鍵連接,極易從產(chǎn)品中脫離出來進入周邊環(huán)境,目前,已在大氣、土壤、河流、海水、濕地、產(chǎn)品以及生物體內(nèi)檢測到了它們的存在,尤其是海水和含鹽廢水中,其污染程度日益加劇。DEHP和DOP可通過生物降解和非生物降解法得以去除,而生物降解法以其效率高、無二次污染等優(yōu)點,成為環(huán)境中DEHP和DOP降解的主要途徑。國內(nèi)外學(xué)者已從各種環(huán)境中分離出多種DEHP和DOP高效降解菌株,但關(guān)于耐鹽降解的菌株以及菌群的研究較少,大量研究表明,細菌菌群以其豐富的物種多樣性,在環(huán)境中具有較強的適應(yīng)能力和較高的降解效率。本文從河南省新鄉(xiāng)市共產(chǎn)主義渠底泥中篩選分離得到高效耐鹽降解菌群LF和菌株Lff,探究了它們對液體中DEHP和DOP的最佳降解條件和生物降解途徑,以及對土壤中DEHP和DOP的修復(fù)能力。主要研究成果如下:(1)通過富集得到DEHP和DOP高效耐鹽降解菌群LF,高通量測序顯示,LF包含了7個科、7個屬的細菌,優(yōu)勢菌種為Gordonia sp.(54.93%)、Rhodococcus sp.(9.92%)和Achromobacter sp.(8.47%)。通過分離純化得到一株高效降解DEHP和DOP的耐鹽細菌菌株Lff,經(jīng)16S rDNA鑒定為Gordonia sp.(MG385862)。(2)LF對DEHP和DOP的最佳降解條件均為30℃、pH 6.0,在最佳降解條件下,48h內(nèi)分別可將1000 mg/l DEHP和DOP降解93.84%和95.50%左右,72h內(nèi)降解96.89%和99.11%左右;Lff對DEHP和DOP的最佳降解條件分別為35℃、pH 7.0和35℃、pH8.0,在此條件下,48h內(nèi)分別可將1000 mg/l DEHP和DOP降解90.50%和91.75%左右,72h內(nèi)降解93.75%和95.75%左右。LF和Lff都表現(xiàn)出了較好的耐鹽效果,均在0-5%的NaCl含量范圍內(nèi)對DOP的降解效果較好,對DOP的降解率分別穩(wěn)定在81%-97%和90%-93%之間;而LF和Lff分別在0-4%和0-5%的NaCl含量范圍內(nèi)對DEHP的降解效果較好,其降解率分別穩(wěn)定在85%-94%和83%-90%之間。當培養(yǎng)時間為24h時,LF和Lff對DEHP和DOP的降解率均隨接種量的增加而增大,但當培養(yǎng)時間延長至48h時,接種量的多少對LF和Lff的降解效果影響較小。(3)降解動力學(xué)分析表明,LF和Lff對不同初始濃度DEHP和DOP的降解均符合一級動力學(xué)方程,當培養(yǎng)時間延長至72h時,LF和Lff對100-2000 mg/l DEHP和DOP的降解率均達到了90%以上,分別可將2000 mg/l DEHP降解92.80%和91.43%左右,2000mg/l DOP降解96.74%和93.13%左右;其中對DEHP的降解半衰期稍長,在3.35519-4.10288 d之間,而對DOP的降解半衰期較短,穩(wěn)定在0.239622-0.981433 d之間。根據(jù)GC-MS檢測到的中間產(chǎn)物,推測LF和Lff對DEHP和DOP的降解途徑為:LF和Lff通過β氧化作用和酯鍵的水解作用相繼去除DEHP和DOP的兩條側(cè)鏈,最終被完全氧化為CO_2和H_2O。底物廣譜性實驗結(jié)果表明,LF和Lff不僅可以高效降解DEHP和DOP,對鄰苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,簡稱DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,簡稱DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate,簡稱DBP)以及鄰苯二甲酸(phthalic acid,簡稱PA)均表現(xiàn)出較好的降解效果。(4)土壤污染模擬實驗表明,LF和Lff可有效修復(fù)DEHP和DOP污染土壤,在35d內(nèi)對土壤中DEHP和DOP的去除率均可達到80%以上,而土壤是否滅菌對LF和Lff的影響不大。群落分析顯示,在綱的水平上,土壤中前10種優(yōu)勢菌種變化幅度較小;在屬的水平上,DEHP污染土壤的變化幅度較小,而DOP污染土壤稍大。而無論土壤是否接種,加入DEHP和DOP后均使香農(nóng)指數(shù)有一定幅度的下降,但經(jīng)過一段時間的適應(yīng)之后,除不接種DOP污染土壤處理外,其它處理土壤中香農(nóng)指數(shù)均有一定比例的回升,整體上變化幅度不大;UniFrac分析表明Lff對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響較小,UniFrac值均不足0.3;整體而言,外來菌種Lff對土壤的物種豐度和群落結(jié)構(gòu)影響不大,可以應(yīng)用到DEHP和DOP污染土壤修復(fù)中。
【圖文】：

圖 1-1 DEHP（a）和 DOP（b）的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1-1 The chemical structural formula of DEHP and DOP1.2 DEHP 和 DOP 的毒性作用隨著對 PAEs 的不斷深入研究，，大量實驗研究證明 PAEs 具有強烈的毒性作用，

培養(yǎng)基上的LffFig.2-1Lffonthemedium
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X172

【參考文獻】

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本文編號：2618405