本文關(guān)鍵詞：芳烴類(lèi)石油污染物降解優(yōu)勢(shì)菌株的篩選與研究

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【摘要】：石油作為當(dāng)代工業(yè)社會(huì)的血液,對(duì)于當(dāng)今社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是必不可少的,但在石油開(kāi)采、運(yùn)輸、加工與使用過(guò)程中由于泄露和排放對(duì)環(huán)境所造成的污染,已經(jīng)越來(lái)越嚴(yán)重。本研究以典型芳烴類(lèi)石油污染物苯、甲苯和萘作為目標(biāo)污染物,以膜生物反應(yīng)器(MBR)中活性污泥為原始菌群對(duì)上述三種污染物的優(yōu)勢(shì)降解菌株進(jìn)行篩選以及菌株特性與降解動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究。本研究共得以下結(jié)論:(1)將本實(shí)驗(yàn)室中小型MBR中的活性污泥分別以苯、甲苯和萘濃度遞增法進(jìn)行數(shù)月馴化后,對(duì)三種污染物各自的優(yōu)勢(shì)降解菌進(jìn)行篩選。共篩選出:苯降解菌五株,降解能力最強(qiáng)的菌株為MB-2,其對(duì)苯的降解率達(dá)到94.36%;甲苯降解菌四株,降解能力最強(qiáng)的為菌株MJ-1,對(duì)甲苯的降解率達(dá)到93.67%;萘降解菌五株,降解能力最強(qiáng)的為MN-5,對(duì)萘的降解率達(dá)到99.38%。上述降解實(shí)驗(yàn)底物濃度均為10 mg/L。(2)經(jīng)16S r DNA基因鑒定以及電子掃描顯微鏡形態(tài)學(xué)研究發(fā)現(xiàn):苯降解菌株MB-2為Ochrobactrum sp.(蒼白桿菌屬),革蘭氏染色為陰性,長(zhǎng)度為0.75-1.1μm,寬度為0.5-0.6 um的呈橢圓形球桿菌,未觀察到鞭毛及菌毛;甲苯降解菌株MJ-1為Stenotrophomonas sp.(寡養(yǎng)單胞菌屬),革蘭氏染色為陰性,長(zhǎng)度為1.9-2.4μm,寬度為0.21-0.3μm的長(zhǎng)桿菌,未觀察到鞭毛及菌毛;萘降解菌株MN-5為Sphingobacterium sp.(鞘氨醇桿菌屬),革蘭氏染色為陰性,長(zhǎng)度為2.5-3μm,寬度為1.1-1.3μm的呈橢圓形的桿菌,觀察到其具有長(zhǎng)度為0.26-0.6μm的菌毛,但并未觀察到鞭毛。(3)在p H=7.0,轉(zhuǎn)速為150時(shí),以不同污染物為基質(zhì)探討了三株菌株的降解動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)。三株菌株對(duì)各自底物的降解均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,降解率隨底物濃度的增大而減小;菌株Ochrobactrum sp.MB-2、Stenotrophomonas sp.MJ-1和Sphingobacterium sp.MN-5的最佳降解溫度分別為35、30和35℃;活化能Ea分別為:75.66、17.27、91.60 k J/mol.(4)據(jù)三株菌株對(duì)其各自底物的降級(jí)動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn),菌株Sphingobacterium sp.MN-5對(duì)底物的降解效率最高;其次是菌株Ochrobactrum sp.MB-2;最差的是菌株Stenotrophomonas sp.MJ-1;熱力學(xué)研究也證明菌株Sphingobacterium sp.MN-5和Ochrobactrum sp.MB-2對(duì)于其底物的生化降解反應(yīng)較易發(fā)生,而Stenotrophomonas sp.MJ-1對(duì)其底物的生化降解不易發(fā)生;三種菌株在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的吉布斯自由能均符合生物酶觸反應(yīng)特點(diǎn)。(5)通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析得出:菌株Sphingobacterium sp.MN-5對(duì)萘的最佳降解條件為:T=35℃、p H=7、菌懸液投加量為15%(v/v);影響強(qiáng)度由強(qiáng)到弱排列為:接種量,溫度,p H值,表面活性劑的投加;表面活性劑的投加并沒(méi)有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,影響可忽略。(6)萘降解菌株Sphingobacterium sp.MN-5共代謝降解0-40μg/L氯仿(CF)發(fā)現(xiàn):在20 mg/L萘作為第一基質(zhì)的情況下,該菌株處于最適降解條件時(shí),對(duì)10、20和30μg/L的CF共代謝降解率分別達(dá)65.93、43.02和36.31%,降解率與萘濃度呈反比;CF的投加對(duì)菌株生長(zhǎng)及該菌株對(duì)于萘的降解產(chǎn)生一定的抑制效應(yīng),抑制效應(yīng)隨CF的投加量增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。
【關(guān)鍵詞】：PAHs BTEX 生物降解 共代謝
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X172
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 石油污染物的性質(zhì)及污染9-12
• 1.2.1 石油概述9
• 1.2.2 石油污染物的種類(lèi)與危害9-11
• 1.2.3 環(huán)境中石油污染物的污染現(xiàn)狀11-12
• 1.3 石油污染物的修復(fù)現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 常見(jiàn)石油污染物的修復(fù)技術(shù)12-13
• 1.3.2 石油污染物的生物修復(fù)技術(shù)13-16
• 1.4 研究的目的及意義16
• 1.5 研究的主要內(nèi)容16
• 1.6 技術(shù)路線(xiàn)16-18
• 第2章 優(yōu)勢(shì)降解菌株的篩選18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與儀器18-19
• 2.2.1 好氧污泥18
• 2.2.2 儀器和試劑18-19
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法19-24
• 2.3.1 好氧污泥的培養(yǎng)及優(yōu)勢(shì)菌株的篩選19-22
• 2.3.2 純培養(yǎng)降解實(shí)驗(yàn)22
• 2.3.3 樣品的分析方法22-24
• 2.4 結(jié)果與討論24-26
• 2.4.1 優(yōu)勢(shì)菌株純培養(yǎng)對(duì)目標(biāo)石油污染物的降解效果24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-28
• 第3章 優(yōu)勢(shì)菌株的鑒定28-37
• 3.1 引言28
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與儀器28-29
• 3.2.1 儀器和試劑28-29
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法29-30
• 3.3.1 菌株的 16s r DNA的基因測(cè)序29
• 3.3.2 細(xì)菌 16s RNA序列比對(duì)及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的繪制29
• 3.3.3 細(xì)菌形態(tài)學(xué)分析29-30
• 3.4 結(jié)果與討論30-35
• 3.4.1 菌株基因鑒定結(jié)果及發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建30-34
• 3.4.2 菌株的形態(tài)學(xué)特征34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-37
• 第4章 優(yōu)勢(shì)菌株對(duì)目標(biāo)污染物的降解動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)研究37-59
• 4.1 引言37
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料37-38
• 4.2.1 菌株來(lái)源37
• 4.2.2 儀器和試劑37-38
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法38
• 4.3.1 菌株生物降解實(shí)驗(yàn)38
• 4.3.2 分析方法38
• 4.4 一級(jí)動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)模型38-40
• 4.4.1 一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的建立39
• 4.4.2 熱力學(xué)模型的建立39-40
• 4.5 結(jié)果與討論40-57
• 4.5.1 優(yōu)勢(shì)菌株對(duì)石油污染物降解的動(dòng)力學(xué)40-46
• 4.5.2 優(yōu)勢(shì)菌株對(duì)石油污染降解的熱力學(xué)46-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 第5章 萘降解菌株Sphingobacterium sp.MN-5 對(duì)氯仿的共代謝研究59-67
• 5.1 引言59
• 5.2 實(shí)驗(yàn)材料與儀器59-60
• 5.2.1 優(yōu)勢(shì)菌群59
• 5.2.2 儀器和試劑59-60
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方法60-62
• 5.3.1 正交試驗(yàn)60-61
• 5.3.2 萘降解菌株Sphingobacterium sp.MN-5 對(duì)氯仿的共代謝61
• 5.3.3 分析方法61-62
• 5.4 結(jié)果與討論62-65
• 5.5 本章小結(jié)65-67
• 第6章 結(jié)論與建議67-70
• 6.1 結(jié)論67-68
• 6.2 建議68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄76

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本文編號(hào)：799828