廢水中壬基酚聚氧乙烯醚生物降解行為研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-03 21:19
烷基酚聚氧乙烯醚(Alkylphenol polyethoxylates,APEOs)是全球第二大商用非離子表面活性劑,其中壬基酚聚氧乙烯醚(Nonylphenol polyeothoxylates,NPEOs)占該類(lèi)產(chǎn)品總量的80%。近年來(lái)的研究表明,NPEOs的中間降解產(chǎn)物具有弱雌激素活性。因此,開(kāi)展NPEOs生物降解的研究具有重要意義。在國(guó)家自然科學(xué)基金“烷基酚聚氧乙烯醚生物降解過(guò)程中的環(huán)境雌激素效應(yīng)”(批準(zhǔn)號(hào):50478019)資助下,本文在對(duì)比NPEOs好氧與厭氧降解優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)展了NPEOs在硫酸鹽還原與Fe(III)還原等特殊厭氧環(huán)境及反硝化缺氧環(huán)境下的生物降解行為的研究,并進(jìn)一步開(kāi)展了幾種因素對(duì)NPEOs在缺氧或厭氧條件下生物降解過(guò)程的影響的研究,最后又以前期研究結(jié)果為依據(jù)有針對(duì)性地對(duì)NPEOs高效降解菌株進(jìn)行了大量的篩選工作。研究中既綜合應(yīng)用高效液相色譜(HPLC)、液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)及氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)等多種先進(jìn)的化學(xué)分析檢測(cè)技術(shù)對(duì)不同降解環(huán)境中NPEOs的降解效果及其雌激素中間產(chǎn)物濃度變化進(jìn)行了檢測(cè),同時(shí)又應(yīng)用生化與分子生物技術(shù)深入揭...
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:137 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
NPEOs及其生物降解產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)
圖 1-3 NPEOs 的生物降解途徑[58, 92]Fig. 1-3 Proposed biodegradation pathway of NPEOs1.6.3 烷基酚聚氧乙烯醚的生物降解的影響因素(1) 烷基酚聚氧乙烯醚在不同環(huán)境中的降解研究表明NPEOs及其代謝產(chǎn)物在河水、海水、沉積物以及土壤中的降解速率由于各研究系統(tǒng)的不同而變化很大。在河水中,最初3天NP2EO是NPEOs的主要降解產(chǎn)物,但隨后的進(jìn)一步降解速度很慢[95]。在海水中,起初的4個(gè)星期降解很慢, 但接著的28 天里降解率增加到約50 %。Yoshimura的研究[96]表明,NPEOs在河水中初級(jí)降解的半衰期為4天,而在沉積物中的半衰期為小于10天。Liber等[97]研究了NP在人工模擬的濱海生態(tài)系統(tǒng)中的殘留期和分布,發(fā)現(xiàn)在水柱中NP的半衰期為≤1.2天,在沉積物中為28-104天,在大型植物中為8-13天。Hesselsoe等[98]研究了NP 在均勻和非均勻土壤與污泥的混合物中的降解,發(fā)現(xiàn)在有氧的均勻混
或先攻擊側(cè)鏈。如果側(cè)鏈很長(zhǎng),微生物就不會(huì)降解苯環(huán),因?yàn)閭?cè)鏈的氧化夠提供生長(zhǎng)的能量;而對(duì)于側(cè)鏈較短的烷基取代苯,一般是通過(guò)加氧酶的作 2, 3 碳位上形成二酚,再由 2, 3-雙加氧酶或 1, 2-雙加氧酶將其開(kāi)環(huán)裂解。苯酚是一種常見(jiàn)的酚類(lèi)物質(zhì)。在好氧菌中,苯酚降解的關(guān)鍵基因是苯酚基因,編碼苯酚降解途徑的第一個(gè)酶,它負(fù)責(zé)將苯酚轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚,鄰進(jìn)一步開(kāi)環(huán)裂解為三羧酸循環(huán)產(chǎn)物,從而進(jìn)入物質(zhì)和能量代謝。鄰苯二酚步降解具有不同的途徑和酶系統(tǒng)。其中以 C23O 開(kāi)環(huán)裂解,并將苯酚氧化三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物的途徑稱(chēng)為間位開(kāi)環(huán)途徑(meta cleave pathway),假單主要通過(guò)這個(gè)途徑降解苯酚。通過(guò)鄰位裂解用 C12O 將苯酚氧化降解成 2烯酸并到琥珀酸和乙酰-CoA 的途徑稱(chēng)為鄰位開(kāi)環(huán)途徑(ortho cleave pathwa醋酸不動(dòng)桿菌等即以此途徑降解苯酚。而對(duì)于其他的苯酚衍生物,如果鄰被取代,都可以先由苯酚羥化酶羥化,然后再被降解。圖 1-4 為苯酚典型生物降解途徑。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]環(huán)境雌激素的生物檢測(cè)與應(yīng)用[J]. 張靜云,呂劍,何義亮,靳強(qiáng). 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2007(02)
[2]壬基酚聚氧乙烯醚好氧生物降解性的研究[J]. 趙建亮,張高勇,秦勇,趙郁梅. 精細(xì)化工. 2006(04)
[3]壬基酚的環(huán)境行為及生物降解研究進(jìn)展[J]. 吳海珍,梁世中,韋朝海. 化工環(huán)保. 2006(01)
[4]烷基酚和烷基酚聚氧乙烯醚的環(huán)境行為[J]. 楊穎,黃國(guó)蘭,孫紅文. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2005(06)
[5]水中內(nèi)分泌干擾物-壬基酚的去除研究進(jìn)展[J]. 賀道紅,高乃云,樂(lè)林生,徐斌. 四川環(huán)境. 2005(04)
[6]光催化降解壬基酚聚氧乙烯醚的研究[J]. 程滄滄,林俊杰,周菊香,萬(wàn)昆,胡德文. 工業(yè)用水與廢水. 2005(03)
[7]北方某水廠(chǎng)的類(lèi)雌激素物質(zhì)變化規(guī)律[J]. 饒凱鋒,馬梅,王子健,何文杰,韓宏大,王秀麗. 中國(guó)給水排水. 2005(04)
[8]17β-雌二醇及植物雌激素α-玉米赤霉醇致去卵巢大鼠子宮增大作用的比較[J]. 王雯,楊慧,王紅霞,張立克. 首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(01)
[9]用MCF-7細(xì)胞檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥擬雌激素樣活性[J]. 鄭光,周志俊,戴旭峰,孫運(yùn)光,顧錫安. 中國(guó)工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志. 2004(05)
[10]Sorption of biodegradation end products of nonylphenol polyethoxylates onto activated sludge[J]. Nguyen Viet Hung,Masafumi Tateda,Michihiko Ike,Masanori Fujita,Shinji Tsunoi,Minoru Tanaka. Journal of Environmental Sciences. 2004(04)
博士論文
[1]芳香烴化合物的微生物降解及基因工程菌的構(gòu)建[D]. 劉和.浙江大學(xué) 2004
本文編號(hào):2955505
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:137 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
NPEOs及其生物降解產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)
圖 1-3 NPEOs 的生物降解途徑[58, 92]Fig. 1-3 Proposed biodegradation pathway of NPEOs1.6.3 烷基酚聚氧乙烯醚的生物降解的影響因素(1) 烷基酚聚氧乙烯醚在不同環(huán)境中的降解研究表明NPEOs及其代謝產(chǎn)物在河水、海水、沉積物以及土壤中的降解速率由于各研究系統(tǒng)的不同而變化很大。在河水中,最初3天NP2EO是NPEOs的主要降解產(chǎn)物,但隨后的進(jìn)一步降解速度很慢[95]。在海水中,起初的4個(gè)星期降解很慢, 但接著的28 天里降解率增加到約50 %。Yoshimura的研究[96]表明,NPEOs在河水中初級(jí)降解的半衰期為4天,而在沉積物中的半衰期為小于10天。Liber等[97]研究了NP在人工模擬的濱海生態(tài)系統(tǒng)中的殘留期和分布,發(fā)現(xiàn)在水柱中NP的半衰期為≤1.2天,在沉積物中為28-104天,在大型植物中為8-13天。Hesselsoe等[98]研究了NP 在均勻和非均勻土壤與污泥的混合物中的降解,發(fā)現(xiàn)在有氧的均勻混
或先攻擊側(cè)鏈。如果側(cè)鏈很長(zhǎng),微生物就不會(huì)降解苯環(huán),因?yàn)閭?cè)鏈的氧化夠提供生長(zhǎng)的能量;而對(duì)于側(cè)鏈較短的烷基取代苯,一般是通過(guò)加氧酶的作 2, 3 碳位上形成二酚,再由 2, 3-雙加氧酶或 1, 2-雙加氧酶將其開(kāi)環(huán)裂解。苯酚是一種常見(jiàn)的酚類(lèi)物質(zhì)。在好氧菌中,苯酚降解的關(guān)鍵基因是苯酚基因,編碼苯酚降解途徑的第一個(gè)酶,它負(fù)責(zé)將苯酚轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚,鄰進(jìn)一步開(kāi)環(huán)裂解為三羧酸循環(huán)產(chǎn)物,從而進(jìn)入物質(zhì)和能量代謝。鄰苯二酚步降解具有不同的途徑和酶系統(tǒng)。其中以 C23O 開(kāi)環(huán)裂解,并將苯酚氧化三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物的途徑稱(chēng)為間位開(kāi)環(huán)途徑(meta cleave pathway),假單主要通過(guò)這個(gè)途徑降解苯酚。通過(guò)鄰位裂解用 C12O 將苯酚氧化降解成 2烯酸并到琥珀酸和乙酰-CoA 的途徑稱(chēng)為鄰位開(kāi)環(huán)途徑(ortho cleave pathwa醋酸不動(dòng)桿菌等即以此途徑降解苯酚。而對(duì)于其他的苯酚衍生物,如果鄰被取代,都可以先由苯酚羥化酶羥化,然后再被降解。圖 1-4 為苯酚典型生物降解途徑。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]環(huán)境雌激素的生物檢測(cè)與應(yīng)用[J]. 張靜云,呂劍,何義亮,靳強(qiáng). 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2007(02)
[2]壬基酚聚氧乙烯醚好氧生物降解性的研究[J]. 趙建亮,張高勇,秦勇,趙郁梅. 精細(xì)化工. 2006(04)
[3]壬基酚的環(huán)境行為及生物降解研究進(jìn)展[J]. 吳海珍,梁世中,韋朝海. 化工環(huán)保. 2006(01)
[4]烷基酚和烷基酚聚氧乙烯醚的環(huán)境行為[J]. 楊穎,黃國(guó)蘭,孫紅文. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2005(06)
[5]水中內(nèi)分泌干擾物-壬基酚的去除研究進(jìn)展[J]. 賀道紅,高乃云,樂(lè)林生,徐斌. 四川環(huán)境. 2005(04)
[6]光催化降解壬基酚聚氧乙烯醚的研究[J]. 程滄滄,林俊杰,周菊香,萬(wàn)昆,胡德文. 工業(yè)用水與廢水. 2005(03)
[7]北方某水廠(chǎng)的類(lèi)雌激素物質(zhì)變化規(guī)律[J]. 饒凱鋒,馬梅,王子健,何文杰,韓宏大,王秀麗. 中國(guó)給水排水. 2005(04)
[8]17β-雌二醇及植物雌激素α-玉米赤霉醇致去卵巢大鼠子宮增大作用的比較[J]. 王雯,楊慧,王紅霞,張立克. 首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(01)
[9]用MCF-7細(xì)胞檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥擬雌激素樣活性[J]. 鄭光,周志俊,戴旭峰,孫運(yùn)光,顧錫安. 中國(guó)工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志. 2004(05)
[10]Sorption of biodegradation end products of nonylphenol polyethoxylates onto activated sludge[J]. Nguyen Viet Hung,Masafumi Tateda,Michihiko Ike,Masanori Fujita,Shinji Tsunoi,Minoru Tanaka. Journal of Environmental Sciences. 2004(04)
博士論文
[1]芳香烴化合物的微生物降解及基因工程菌的構(gòu)建[D]. 劉和.浙江大學(xué) 2004
本文編號(hào):2955505
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