我國(guó)北方某城市水源地受到了四氯化碳的污染,本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金資助,系統(tǒng)研究了白腐真菌對(duì)四氯化碳的降解特征。從污染區(qū)土壤中分離出131個(gè)菌株,通過篩選,并以四氯化碳為唯一碳源培養(yǎng),最終發(fā)現(xiàn)白腐真菌是降解四氯化碳的首選菌種。取得研究成果如下: 1.本文研究了多因素綜合條件對(duì)白腐真菌生長(zhǎng)的影響,試驗(yàn)表明,當(dāng)搖瓶機(jī)轉(zhuǎn)速為160r/min,溫度為30℃,稻殼浸出液為90mL/L,葡萄糖濃度為35g/L,pH值為4.5時(shí),菌體生物質(zhì)量濃度最大,達(dá)到4.563g/L。 2.研究了環(huán)境條件對(duì)白腐真菌降解四氯化碳的影響。結(jié)果表明,四氯化碳質(zhì)量濃度為48μg/L,稻殼浸出液體積濃度為50mL/L,葡萄糖質(zhì)量濃度為15g/L,溫度為30℃,搖瓶機(jī)轉(zhuǎn)速為140r/min,是白腐真菌降解四氯化碳的最佳因素組合。 3.通過白腐真菌發(fā)酵進(jìn)程試驗(yàn)及各模型參數(shù)的計(jì)算,建立了菌體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型: Cx(t)=0.091exp(0.0718t)/[0.976+0.0241exp(0.0718t)]胞外多糖生成動(dòng)力學(xué)模型: P_x (t)= 0.0477+0.8318C_x(t)+0.105ln[0.976+0.024exp(0.0718t)]底物消耗動(dòng)力學(xué)模型: C_s (t)= 14.107-3.023C_x(t)-0.856ln[0.976+0.024exp(0.0718t)]。同時(shí)通過降解試驗(yàn)和模型參數(shù)的計(jì)算,建立了白腐真菌對(duì)四氯化碳降解動(dòng)力學(xué)模型: Y (t)= -0.1054t+3.129。 4.通過土柱模擬污染區(qū)土壤層砂壤土靜態(tài)降解試驗(yàn),研究了污染區(qū)土壤四氯化碳的降解規(guī)律。結(jié)果表明,一定量的四氯化碳對(duì)白腐真菌的生長(zhǎng)具有刺激作用,使其在污染物的誘導(dǎo)下成為優(yōu)勢(shì)菌。翻耕能有效地提高溶氧,提高電導(dǎo)率,在同等條件下,翻耕的降解率是不翻耕的1.45倍。同時(shí)表明,添加分散劑也能顯著地提高生物降解率,其中以稻殼作為分散劑降解效率最高,其最終降解率可以達(dá)到93.9%。在土柱降解體系中,含水量也是影響降解的主要因素,當(dāng)水分含量在25%時(shí),降解率最高可達(dá)到94.6%,過高的含水量會(huì)降低對(duì)四氯化碳的降解。同樣,過高的接種量也會(huì)使降解率不斷降低。 5.在土柱模擬污染區(qū)土壤層砂壤土的動(dòng)態(tài)降解中,通過四氯化碳淋溶過程的垂向遷移,研究了各因素對(duì)降解四氯化碳的影響。試驗(yàn)表明,各取樣孔的降解率隨時(shí)間均表現(xiàn)出由低到高的變化,其中,底部(D5)取樣孔降解效果較好,它的最終降解率達(dá)到60.1%。試驗(yàn)顯示,溫度是影響降解率的重要因素之一,通過計(jì)算在一定范圍內(nèi),溫度每增加4℃其降解率則提高14-23%。研究發(fā)現(xiàn),降解菌株對(duì)高濃度四氯化碳有一定忍耐能力,當(dāng)濃度為88.7μg/L時(shí),其最終降解率最大達(dá)到64.2%。通過動(dòng)態(tài)分析發(fā)現(xiàn),低流量對(duì)土壤的通透性影響較小,有助于提高降解率,而過高的流量(90mL/min),會(huì)使填充層整體浸泡在水中,降解過程幾乎停止。在土柱動(dòng)態(tài)降解體系中,五種分散劑在填充層中的降解率均高于對(duì)照(砂壤土),其中稻殼的降解能力最為優(yōu)秀,降解率達(dá)到81.2%。試驗(yàn)同時(shí)顯示,定期翻耕能有效地提高微生物與四氯化碳的接觸,通過翻耕處理會(huì)使降解率提高兩倍。從動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)分析,適宜的葡萄糖濃度(25g/L)有利于菌體的降解,過高濃度,會(huì)使細(xì)胞滲透壓增高,同時(shí)也增加了土壤對(duì)四氯化碳的吸附和滯留,因而也影響到菌體對(duì)其的降解,使降解率下降。
【學(xué)位單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：X172

【參考文獻(xiàn)】

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