發(fā)布時(shí)間：2020-05-14 14:25

【摘要】：有機(jī)磷農(nóng)藥的生物降解及其污染水體、土壤的生物修復(fù)技術(shù)是目前的研究熱點(diǎn)。本論文研究了有機(jī)磷農(nóng)藥曲霉生物降解過程特性及相關(guān)技術(shù)。 本工作從福建省三農(nóng)集團(tuán)廢水污泥中分離篩選到一株耐高濃度氧化樂果(3000mg/L)、且降解速率較高的曲霉G21。系統(tǒng)研究了曲霉G21 對氧化樂果降解的過程特性。曲霉G21 無法在以氧化樂果為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長。外加碳源物質(zhì)(葡萄糖)是控制曲霉G21 生長的關(guān)鍵性因素。 在葡萄糖和氧化樂果共基質(zhì)體系中,曲霉G21 對葡萄糖和氧化樂果的降解和攝取表現(xiàn)為明顯的順序利用,曲霉優(yōu)先利用可發(fā)酵性碳源葡萄糖,待體系中葡萄糖消耗完畢后才開始快速降解氧化樂果。 系統(tǒng)地研究溫度、pH 值、葡萄糖、氧化樂果、外加磷源濃度等因素對曲霉生長和對氧化樂果降解活性的影響。在優(yōu)化條件下(pH5.5,溫度30℃,葡萄糖濃度3g/L),氧化樂果初始濃度2000mg/L,降解反應(yīng)7d,降解率達(dá)90%。 采用Fed-Batch 培養(yǎng)方式研究氧化樂果曲霉降解過程動(dòng)力學(xué)。研究表明,氧化樂果生物降解屬底物抑制過程。氧化樂果濃度為900mg/L 時(shí),氧化樂果比降解速率最佳,其值為0.5mg/h?gdw;氧化樂果濃度高于900mg/L 時(shí),底物抑制現(xiàn)象加劇。采用計(jì)算機(jī)擬合方法,得到氧化樂果曲霉生物降解動(dòng)力學(xué)模型及相關(guān)參數(shù)。所得模型可以很好的描述氧化樂果比降解速率與氧化樂果濃度的關(guān)系,對指導(dǎo)曲霉G21 生物降解氧化樂果過程具有重要的指導(dǎo)意義。 采用GC-MS 手段追蹤研究氧化樂果曲霉降解的中間產(chǎn)物及其累積規(guī)律。首次報(bào)道了O,O,S-三甲基磷酸酯是氧化樂果曲霉G21 生物降解的重要中間產(chǎn)物。氧化樂果分子結(jié)構(gòu)中羰基和其相鄰的碳原子的C-C 鍵可能是曲霉G21 胞外酶的作用位點(diǎn)。在水或土壤介質(zhì)中,曲霉G21 對O,O,S-三甲基磷酸酯具有較強(qiáng)的進(jìn)一步降解活性,該有毒中間產(chǎn)物不會(huì)隨氧化樂果降解率提高而在環(huán)境中累積,而是隨著氧化樂果生物降解程度提高而被轉(zhuǎn)化降解。研究表明,曲霉G21 對氧化樂果的降解具有生物安全性。 污染土壤的生物修復(fù)是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本工作研究了曲霉G21對氧化樂果污染土壤的生物修復(fù)能力。在污染物濃度較低時(shí)(15mg/kg 干土)時(shí),投加曲霉對生物修復(fù)強(qiáng)化作用不明顯,但在濃度較高時(shí)(150~500mg/kg 干土),外加曲霉明顯加快氧化樂果降解速率,原土中氧化樂果污染物的半衰期由8.9d 縮短到4.9d。實(shí)驗(yàn)表明,曲霉G21 適用于中高濃度(或污染事故)情況下的土壤生物修復(fù)場合。 以曲霉G21 為母本經(jīng)草甘膦馴化篩選,獲得可以草甘膦為唯一磷源生長,且具有較高草甘膦降解活性的菌株G21b。草甘膦降解過程也具有顯著的底物抑制效應(yīng),在草甘膦濃度500mg/L 時(shí),比降解速率最佳,其值為0.016 g/h·gdw。在優(yōu)化條件下(pH6.0,溫度30℃,葡萄糖濃度5~7g/L),草甘膦初始濃度300mg/L,降解反應(yīng)5d,降解率達(dá)97%。 本工作篩選的曲霉G21能耐受高濃度氧化樂果和草甘膦,并具有高效降解活性。曲霉是環(huán)境友好的微生物,降解中間產(chǎn)物不累積。因而曲霉G21 具備有機(jī)磷農(nóng)藥污染環(huán)境生物修復(fù)潛在的應(yīng)用前景。
【圖文】：

對硫磷降解途徑

圖 1.2 甲胺磷降解途徑Fig 1.2 Biodegradation route of methamidophos（3）水胺硫磷羅啟芳[98]等采用氣質(zhì)聯(lián)機(jī)和有關(guān)分析方法識別分析了水胺硫磷降解過程的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水胺硫磷降解主要中間產(chǎn)物為水楊酸異丙醋、水楊酸胺、水楊酰胺、水楊酸、甲氧基羥基硫代磷酰胺酯及烷基、醛、酮化合物。并在培養(yǎng)液中監(jiān)測到無機(jī)磷和無機(jī)硫化物等降解終產(chǎn)物。其可能的降解途徑如圖 1.3 所示：CH3OPSNH2OH CO2+H2O+H2S+H3PO4+NH3C6H4(OH)COOCH(CH3)2(水楊酸異丙酯)C6H4(OH)COONH4(水楊酸胺)CH3OPSNH2OC6H4COOCH(CH3)2
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：X592

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 唐潔;姚開;賈冬英;馬麗莉;李清平;;黑曲霉TJ-1降解赤霉酸的條件優(yōu)化及其特性研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2012年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 黃會(huì)靜;焦化廢水處理的硫氰化物降解功能菌特性研究[D];華南理工大學(xué);2011年

2 金術(shù)超;側(cè)孢芽孢桿菌BL-21降解有機(jī)磷農(nóng)藥作用的研究[D];黑龍江大學(xué);2006年

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本文編號：2663485