本文關(guān)鍵詞：甲基硅氧烷檢測方法的建立及生物降解效能研究

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【摘要】：目前,隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,以及環(huán)境污染狀況的越發(fā)嚴(yán)峻,對已污染環(huán)境的保護(hù)便越發(fā)重要。甲基硅氧烷及其衍生物,在我們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜豢苫蛉钡慕巧?被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備以及個(gè)人護(hù)理品中,甚至作為消沫劑的成分存在于部分食品中。我國作為有機(jī)硅工業(yè)的生產(chǎn)大國,甲基硅氧烷的產(chǎn)量、使用量、以及環(huán)境排放量逐年增加。因此,對甲基硅氧烷的環(huán)境歸趨及去除方式進(jìn)行研究是十分必要的。而為了擺脫甲基硅氧烷從一種介質(zhì)到另一種介質(zhì)單純的轉(zhuǎn)移(如吸附),并非得到徹底的去除或轉(zhuǎn)化,同時(shí)考慮到對環(huán)境的效應(yīng)和影響,甲基硅氧烷生物降解菌群的富集及降解效能的研究是重中之重。由于個(gè)人護(hù)理品及化妝品是生活中甲基硅氧烷的重要來源,而個(gè)人護(hù)理品和化妝品中約90%的甲基硅氧烷流入到生活污水中,污水處理廠的生活污水中約90%的甲基硅氧烷被活性污泥所吸附,因此本文選取哈爾濱文昌污水處理廠二沉池中的活性污泥作為培養(yǎng)對象,以甲基硅氧烷為目標(biāo)污染物,以獲得甲基硅氧烷降解菌群為研究目標(biāo),并進(jìn)行降解效能研究,同時(shí)基于高通量測序,解析微生物群落結(jié)構(gòu)特征。具體過程如下:建立甲基硅氧烷的檢測方法。由于目前有關(guān)甲基硅氧烷的檢測方法沒有普適性,且檢測方法不統(tǒng)一,檢測效果并不理想,因此本研究建立了甲基硅氧烷的檢測方法,并通過對標(biāo)準(zhǔn)溶液和實(shí)際樣品的檢測,比較MRM模式與SIM模式。該部分采用Agilent Technologies 7000,GC-MS/MS儀器,建立的檢測方法可以使甲基硅氧烷各組分完全分離,標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸性良好,檢測基線平穩(wěn),峰型尖銳,無明顯的雜峰,檢測結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定,可作為本課題的檢測手段。對甲基硅氧烷的生物降解效能進(jìn)行研究。主要采取的實(shí)驗(yàn)方法為向250m L的厭氧瓶中加入營養(yǎng)物質(zhì)及目標(biāo)污染物后進(jìn)行搖床實(shí)驗(yàn),通過改變不同的培養(yǎng)條件對培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化,選取最適培養(yǎng)條件;將建立起來的檢測方法應(yīng)用在該部分實(shí)驗(yàn)的檢測中,通過對檢測結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),在厭氧條件下甲基硅氧烷的生物降解量最高,其生物降解率最高可達(dá)到58.3%;其次為硝酸鹽存在的條件,降解率最高為20.1%,降解率低于厭氧條件,即硝酸鹽的存在會(huì)抑制甲基硅氧烷的生物降解;硫酸鹽存在的條件下相比前兩個(gè)條件降解量較少,原因是硫酸鹽的存在嚴(yán)重抑制了甲基硅氧烷降解菌群的生長,從而對甲基硅氧烷的生物降解起到了抑制作用;而好氧條件下培養(yǎng)的活性污泥對甲基硅氧烷幾乎不存在生物降解或生物降解量極少。對不同條件培養(yǎng)的活性污泥進(jìn)行生物群落結(jié)構(gòu)特征分析,找出可能對甲基硅氧烷的生物降解具有促進(jìn)或抑制作用的微生物類群。該部分采取的是高通量測序法來進(jìn)行微生物種群結(jié)構(gòu)的解析,在高通量測序結(jié)果與第二部分降解實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析,找到可能降解甲基硅氧烷的微生物類群。通過微生物群落結(jié)構(gòu)的檢測數(shù)據(jù)可知,Acidaminobacter、Rhodocyclaceae、Clostridium、Ferribacterium、Thauera和Azotobacter等幾個(gè)屬的微生物可能對甲基硅氧烷具有生物降解能力。
【關(guān)鍵詞】：甲基硅氧烷 檢測方法 生物降解 降解效能 群落分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;X172;X832
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 甲基硅氧烷概述12-17
• 1.2.1 甲基硅氧烷的理化性質(zhì)13-14
• 1.2.2 甲基硅氧烷的危害14-15
• 1.2.3 甲基硅氧烷在環(huán)境中的分布15-17
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 國外研究進(jìn)展17-19
• 1.3.2 國內(nèi)研究進(jìn)展19-20
• 1.4 研究目的、意義及主要研究內(nèi)容20-24
• 1.4.1 課題來源20
• 1.4.2 研究目的和意義20-22
• 1.4.3 研究內(nèi)容22
• 1.4.4 技術(shù)路線22-24
• 第2章 材料與方法24-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料24
• 2.2 樣品采集與保存24
• 2.3 樣品處理與分析方法24-25
• 2.3.1 樣品的萃取25
• 2.3.2 樣品的濃縮25
• 2.4 活性污泥模擬降解甲基硅氧烷的實(shí)驗(yàn)方法25-28
• 2.4.1 好氧條件甲基硅氧烷生物降解的實(shí)驗(yàn)方法25-26
• 2.4.2 厭氧條件甲基硅氧烷生物降解的實(shí)驗(yàn)方法26-27
• 2.4.3 硝酸鹽條件甲基硅氧烷生物降解的實(shí)驗(yàn)方法27
• 2.4.4 硫酸鹽條件甲基硅氧烷生物降解的實(shí)驗(yàn)方法27-28
• 2.5 樣品檢測分析方法28
• 2.6 微生物群落分析28-31
• 第3章 甲基硅氧烷檢測方法的建立31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 預(yù)處理方法的建立31-32
• 3.2.1 水樣萃取方法31-32
• 3.2.2 泥樣萃取方法32
• 3.3 儀器分析方法的建立32-35
• 3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)譜圖的雙模式比較32-35
• 3.3.2 實(shí)際樣品的雙模式比較35
• 3.4 分析方法的驗(yàn)證35-37
• 3.4.1 樣品檢出限35-36
• 3.4.2 方法回收率36
• 3.4.3 空白試驗(yàn)36-37
• 3.4.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第4章 甲基硅氧烷的生物降解效能39-57
• 4.1 引言39
• 4.2 好氧條件下甲基硅氧烷的生物降解效能39-43
• 4.2.1 好氧條件下甲基硅氧烷在液相中的變化規(guī)律39-41
• 4.2.2 好氧條件下甲基硅氧烷在固相中的變化規(guī)律41-42
• 4.2.3 好氧條件下甲基硅氧烷生物降解規(guī)律42-43
• 4.3 厭氧條件下甲基硅氧烷的生物降解效能43-48
• 4.3.1 厭氧條件下甲基硅氧烷在液相中的變化規(guī)律43-44
• 4.3.2 厭氧條件下甲基硅氧烷在固相中的變化規(guī)律44-45
• 4.3.3 厭氧條件下甲基硅氧烷生物降解規(guī)律45-48
• 4.4 硝酸鹽存在的條件下甲基硅氧烷的生物降解效能48-51
• 4.4.1 硝酸鹽條件下甲基硅氧烷在液相中的變化規(guī)律48-49
• 4.4.2 硝酸鹽條件下甲基硅氧烷在固相中的變化規(guī)律49-50
• 4.4.3 硝酸鹽條件下甲基硅氧烷生物降解規(guī)律50-51
• 4.5 硫酸鹽存在的條件下的生物降解效能51-55
• 4.5.1 硫酸鹽條件下甲基硅氧烷在液相中的變化規(guī)律51-52
• 4.5.2 硫酸鹽條件下甲基硅氧烷在液相中的變化規(guī)律52-53
• 4.5.3 硫酸鹽條件下甲基硅氧烷生物降解規(guī)律53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 第5章 不同條件下生物群落結(jié)構(gòu)特征分析57-68
• 5.1 引言57
• 5.2 微生物種群豐度和多樣性57-58
• 5.3 微生物群落差異分析58-60
• 5.4 微生物群落結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)60-66
• 5.4.1 門水平上微生物群落結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)60-62
• 5.4.2 屬水平上微生物群落結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)62-66
• 5.5 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論68-69
• 建議與展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果75-77
• 致謝77-78

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