多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)作為一類(lèi)難降解持久性有機(jī)污染物,具有“三致”特性、生物蓄積性和長(zhǎng)期殘留性,化石燃料和生物質(zhì)燃料燃燒,垃圾焚燒,生活中“三廢”的排放,鋼鐵(煉焦)與石化行業(yè)的加工生產(chǎn)過(guò)程,交通運(yùn)輸過(guò)程,溢油/石油泄漏等途徑是人為污染的主要來(lái)源。PAHs對(duì)人類(lèi)的健康和生態(tài)環(huán)境具有潛在危害,是環(huán)境領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的污染物之一。論文以菲、熒蒽和芘作為目標(biāo)PAHs化合物,對(duì)PAHs特征降解菌進(jìn)行馴化、生理生化特性分析和分子生物學(xué)鑒定;進(jìn)行了復(fù)合包埋材料聚乙烯醇-海藻酸鈉-納米氧化鋁包埋固定化微生物的優(yōu)化制備;在包埋顆粒的表觀(guān)特性和理化特性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,比較了游離菌和包埋顆粒對(duì)PAHs的生物降解過(guò)程特性;初步探討了包埋固定化微生物對(duì)PAHs污染土壤淋洗液的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為PAHs污染的生物修復(fù)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與理論支撐。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)進(jìn)行了特征降解菌的馴化及鑒定分析:以多環(huán)芳烴菲、熒蒽和芘為目標(biāo)污染物,對(duì)前期純化分離的具有良好菲和熒蒽降解能力的菌株進(jìn)行菲、熒蒽和芘三種目標(biāo)PAHs的馴化培養(yǎng),獲得純化菌株(記為S),對(duì)菌株S進(jìn)行形態(tài)觀(guān)察、生長(zhǎng)曲線(xiàn)測(cè)定、系列生理生化特性表征、16S rDNA分子生物學(xué)鑒定及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建。(2)包埋顆粒的優(yōu)化制備與特性表征:以聚乙烯醇(PVA)、海藻酸鈉(SA)和納米氧化鋁(ALNPs)為包埋材料,采用硼酸-CaCl_2交聯(lián)法對(duì)菌S進(jìn)行包埋固定化,制備得到包埋顆粒。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化包埋材料的配比,以包埋顆粒的表觀(guān)特性、傳質(zhì)性能和包埋顆粒對(duì)PAHs的降解效果為評(píng)價(jià)指標(biāo),確定PVA-SA-ALNPs制備固定化微生物顆粒的最優(yōu)材料配比條件,PVA、SA、ALNPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%、0.8%和0.7%。優(yōu)化制備的包埋顆粒呈白色,平均粒徑約3 mm,機(jī)械性能和傳質(zhì)性能良好,包埋顆�？蔀槲⑸锾峁┐罅康挠行Ы佑|和附著的比表面積,且顆粒內(nèi)孔洞、縫隙的存在能夠保護(hù)微生物免受水力的擾動(dòng)和沖刷的影響。(3)研究了游離菌和包埋顆粒對(duì)PAHs的降解特性:將對(duì)數(shù)期和穩(wěn)定期交叉點(diǎn)的游離菌和優(yōu)化制備的包埋顆粒轉(zhuǎn)接到菲、熒蒽和芘的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中進(jìn)行降解效果對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,15 d內(nèi),包埋顆粒對(duì)菲、熒蒽和芘的降解率分別為86.50%、83.65%和80.90%,相比于游離菌,包埋顆粒對(duì)菲、熒蒽和芘的降解率分別提高了15.90%、21.75%和22.80%。(4)初步探討了游離菌和包埋顆粒對(duì)土壤淋洗液中PAHs的處理效果。采用非離子型表面活性劑Tween 80作為淋洗劑,對(duì)菲、熒蒽和芘加標(biāo)污染土壤進(jìn)行淋洗試驗(yàn),獲得了實(shí)驗(yàn)研究的淋洗液。將游離菌和包埋顆粒分別轉(zhuǎn)接到淋洗液中,根據(jù)淋洗液中菲、熒蒽和芘的殘留濃度,計(jì)算實(shí)驗(yàn)條件下游離菌和包埋顆粒對(duì)淋洗液中三種PAHs的降解去除能力,包埋顆粒對(duì)三種PAHs的降解率分別為89.14%、81.25%和78.33%,較游離菌的去除效果分別增加了15.91%、17.07%和19.08%。論文研究受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金(項(xiàng)目號(hào):4111457)資助,研究中對(duì)比分析了游離菌與包埋顆粒對(duì)無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中菲、熒蒽和芘的降解特性,并采用游離菌與包埋顆粒進(jìn)行污染土壤淋洗液中PAHs的生物強(qiáng)化去除,在包埋顆粒制備方法優(yōu)化及包埋顆粒對(duì)淋洗液中PAHs生物降解方面具有一定創(chuàng)新性。研究結(jié)論可為深入探討包埋固定化微生物技術(shù)在PAHs污染環(huán)境中的生物修復(fù)過(guò)程工作提供較好的理論支撐,也拓寬了淋洗液中污染物的去除途徑。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：X172
【部分圖文】：

圖 3.1 菌株 S 的菌落形態(tài). 3.1 The colony morphology of the st S 的菌落為乳白色，圓形，直徑且呈半透明，均勻粘稠，易被挑

由圖 3.1 可知，菌株 S 的菌落為乳白色，圓形，直徑 1~2 mm，隆起，表面濕潤(rùn)、光滑，邊緣規(guī)則整齊且呈半透明，均勻粘稠，易被挑起。圖3.2 菌株S的掃描電鏡圖Fig. 3.2 Scanning electron microscope of the strain S由掃描電鏡圖 3.2 可知，菌株 S 呈卵圓形短桿狀，無(wú)芽孢，無(wú)鞭毛，大小約為

－ 乙酰甲基甲，＋；產(chǎn)氣 甲基紅，＋；產(chǎn)氣 淀粉水解，＋；產(chǎn)氣 過(guò)氧化氫，＋；產(chǎn)氣 檸檬酸鹽利，＋；產(chǎn)氣 明膠液化紅色，＋ 吲哚 性試驗(yàn)結(jié)果表明，菌S為革的能力，細(xì)菌代謝均產(chǎn)生試驗(yàn)反應(yīng)為陽(yáng)性，說(shuō)明其代無(wú)法利用淀粉。定
【參考文獻(xiàn)】

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1 王新,李培軍,鞏宗強(qiáng),曲向榮,王兵;采用固定化技術(shù)處理土壤中菲、芘污染物[J];環(huán)境科學(xué);2002年03期

本文編號(hào)：2866543