本文關(guān)鍵詞：白腐菌溶藻特性及機(jī)理研究

  更多相關(guān)文章： 白腐菌 水體富營養(yǎng)化 溶藻特性 溶藻機(jī)理 毒理性

【摘要】：隨著水污染的日益加劇,水體富營養(yǎng)化問題正嚴(yán)重影響著人們的日常生活和生產(chǎn),因此,探索出安全、高效的控藻技術(shù)顯得尤為重要。治理方法大多采用物理、化學(xué)和生物控藻,其中物理和化學(xué)控藻雖然見效快,但成本較高,且易產(chǎn)生二次污染。目前研究較熱的生物方法中大多采用水生動(dòng)植物和細(xì)菌進(jìn)行控藻,而采用白腐菌進(jìn)行溶藻的研究卻鮮有報(bào)道。因此,本文以富營養(yǎng)湖泊中生長(zhǎng)的藻類為研究對(duì)象,選用白腐菌進(jìn)行控藻,首先研究了白腐菌控藻系統(tǒng)的構(gòu)建,然后采用均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化了白腐菌控藻系統(tǒng)對(duì)混合藻種和單一優(yōu)勢(shì)藻種的溶藻條件,隨后對(duì)白腐菌控藻系統(tǒng)的溶藻方式及溶藻機(jī)理也做了詳細(xì)的研究,最后對(duì)白腐菌控藻技術(shù)的毒理性做了初步評(píng)價(jià)。主要研究結(jié)果如下:①白腐菌控藻系統(tǒng)構(gòu)建研究:基于溶藻效果及掛膜與馴化過程中的理化指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果,最終選擇黃孢原毛平革菌和聚氨酯泡沫組合填料為白腐菌控藻系統(tǒng)中的白腐菌菌種和固定化載體填料,然后通過單因素實(shí)驗(yàn)方法考察了白腐菌控藻系統(tǒng)溶藻的運(yùn)行因素,初步確定了白腐菌控藻系統(tǒng)的最優(yōu)工況為:白腐菌投加量200mg/L,進(jìn)水p H值7,反應(yīng)溫度25℃,DO 7mg/L,HRT 48h。②白腐菌控藻系統(tǒng)對(duì)混合藻種的影響。采用均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化了白腐菌處理富營養(yǎng)化水體四季混合藻種的溶藻條件,確定白腐菌對(duì)春季混合藻種的溶藻最優(yōu)條件為:白腐菌投加量100mg/L、進(jìn)水p H值8,反應(yīng)溫度20℃、DO5mg/L,HRT 24h;白腐菌對(duì)夏季混合藻種的溶藻最優(yōu)條件為:白腐菌投加量200mg/L、進(jìn)水p H值8,反應(yīng)溫度25℃、DO 5mg/L,HRT 48 h;白腐菌對(duì)秋季混合藻種的溶藻最優(yōu)條件為:白腐菌投加量250mg/L、進(jìn)水p H值5,反應(yīng)溫度25℃、DO 8mg/L,HRT 36 h;白腐菌對(duì)冬季混合藻種的溶藻最優(yōu)條件為:白腐菌投加量100mg/L、進(jìn)水p H值8,反應(yīng)溫度25℃、DO 5mg/L,HRT 24 h,在最優(yōu)工況下,白腐菌控藻系統(tǒng)對(duì)四季富營養(yǎng)化水體的混合藻種均有較好的溶藻效果,溶藻率平均可以達(dá)到90%。③白腐菌控藻系統(tǒng)對(duì)單一優(yōu)勢(shì)藻種的影響。采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化了白腐菌處理富營養(yǎng)化水體優(yōu)勢(shì)藻種:隱藻、顫藻和四尾柵藻的溶藻條件,確定白腐菌控藻系統(tǒng)處理隱藻的最優(yōu)工況為:白腐菌投加量200mg/L,DO 6mg/L,HRT48h;白腐菌控藻系統(tǒng)處理顫藻的最優(yōu)工況為:白腐菌投加量250mg/L,DO7mg/L,HRT 48h;白腐菌控藻系統(tǒng)處理四尾柵藻的最優(yōu)工況為:白腐菌投加量250mg/L,DO8mg/L,HRT 48h;在最優(yōu)工況下,溶藻率平均分別為85.80%,87.24%和85.48%,DHA降低率平均分別為64.13%,64.22%和59.23%,可溶性蛋白質(zhì)平均降低率分別為59.25%,64.50%和65.16%,MDA平均上升到0.116umol/L,0.135umol/L和0.128umol/L。④白腐菌控藻系統(tǒng)溶藻機(jī)理研究。采用傅里葉紅外光譜儀、流式細(xì)胞儀和環(huán)境掃描電鏡對(duì)溶藻前后藻細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后,推測(cè)白腐菌控藻系統(tǒng)的溶藻機(jī)理主要分為三步:第一步為物理吸附,藻細(xì)胞吸附在載體填料上后,填料上生長(zhǎng)的白腐菌開始與藻細(xì)胞接觸并將其慢慢包裹住,逐漸破壞藻細(xì)胞完整的膜結(jié)構(gòu);第二步為分泌溶藻物質(zhì),白腐菌分泌的溶藻物質(zhì)如過氧化氫酶、錳過氧化物酶、漆酶等以及少量的脂類或者多糖類物質(zhì),透過破損的細(xì)胞膜開始破壞藻細(xì)胞內(nèi)的光合色素,阻斷藻細(xì)胞正常的光合作用及生理生化代謝活動(dòng);第三步為殺滅藻細(xì)胞,隨著白腐菌不斷的作用,不僅有效的抑制了藻細(xì)胞內(nèi)生理代謝功能的正常發(fā)揮,還有效的破壞了藻細(xì)胞內(nèi)的核酸物質(zhì),使其DNA也遭到損害,最終抑制或殺死了藻細(xì)胞。⑤白腐菌控藻系統(tǒng)毒理性研究。采用慢性毒理性實(shí)驗(yàn)、微核實(shí)驗(yàn)和彗星實(shí)驗(yàn)手段,對(duì)白腐菌控藻系統(tǒng)溶藻后的水樣進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。通過飲用處理后的水樣,發(fā)現(xiàn)小白鼠均能正常的生長(zhǎng),說明白腐菌溶藻后,水樣中的生物體毒素被部分或者全部有效的降解了;通過微核實(shí)驗(yàn)和彗星實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)組中蝌蚪紅細(xì)胞的微核率、核異常率、拖尾率及細(xì)胞損傷率均明顯低于對(duì)照組中用含藻水樣喂養(yǎng)的蝌蚪,通過上述毒理學(xué)分析手段初步確定,白腐菌控藻系統(tǒng)處理后的水樣毒理性較低,含藻水樣中的毒素發(fā)生了一定程度的降解,降低了發(fā)生二次污染的風(fēng)險(xiǎn)性。通過對(duì)白腐菌控藻系統(tǒng)處理富營養(yǎng)化水體中的混合藻種及單一優(yōu)勢(shì)藻種的最優(yōu)工況、機(jī)理及毒理性的相關(guān)研究后,期望為白腐菌控藻系統(tǒng)治理富營養(yǎng)化水體奠定理論基礎(chǔ),使其在水體富營養(yǎng)化治理領(lǐng)域具有更大的社會(huì)價(jià)值及應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：白腐菌 水體富營養(yǎng)化 溶藻特性 溶藻機(jī)理 毒理性
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X172;X52
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-12
• 1 緒論12-24
• 1.1 研究背景12-13
• 1.1.1 城市河流污染現(xiàn)狀12
• 1.1.2 水體富營養(yǎng)化的危害12-13
• 1.2 國內(nèi)外控藻技術(shù)的研究進(jìn)展13-17
• 1.2.1 藻華的預(yù)防措施13
• 1.2.2 藻華的治理措施13-17
• 1.3 白腐菌的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 白腐菌的分類17
• 1.3.2 白腐菌的降解機(jī)理17
• 1.3.3 白腐菌控藻特性17-18
• 1.3.4 白腐菌控藻技術(shù)的應(yīng)用18-19
• 1.3.5 生物固定化方法19
• 1.4 問題的提出19-20
• 1.5 課題研究目的、內(nèi)容、技術(shù)路線20-21
• 1.5.1 研究目的20
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.5.3 研究路線21
• 1.6 創(chuàng)新點(diǎn)21-24
• 2 白腐菌控藻系統(tǒng)構(gòu)建研究24-44
• 2.1 前言24
• 2.2 試驗(yàn)材料24-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)24-25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)所用菌種及培養(yǎng)基25
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)裝置25-26
• 2.2.4 試劑與儀器26
• 2.3 試驗(yàn)方法26-28
• 2.3.1 控藻白腐菌菌種的篩選26-27
• 2.3.2 白腐菌固定化載體填料的篩選27
• 2.3.3 白腐菌溶藻影響因素的研究27-28
• 2.3.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法28
• 2.3.5 統(tǒng)計(jì)分析方法28
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果28-41
• 2.4.1 最優(yōu)白腐菌菌種的篩選28-30
• 2.4.2 白腐菌固定化載體填料的篩選30-33
• 2.4.3 白腐菌溶藻影響因素結(jié)果33-41
• 2.5 討論41-42
• 2.5.1 白腐菌菌種對(duì)溶藻效果的影響41
• 2.5.2 固定化載體對(duì)溶藻效果的影響41
• 2.5.3 白腐菌運(yùn)行因素對(duì)溶藻效果的影響41-42
• 2.6 本章小結(jié)42-44
• 3 白腐菌控藻系統(tǒng)對(duì)混合藻的溶藻效能研究44-72
• 3.1 前言44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法44-50
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)44-45
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置45
• 3.2.3 試劑與儀器45-46
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)方法46-48
• 3.2.5 實(shí)驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)48-49
• 3.2.6 統(tǒng)計(jì)分析方法49-50
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果50-70
• 3.3.1 春季混合藻種白腐菌反應(yīng)器均勻?qū)嶒?yàn)結(jié)果50-51
• 3.3.2 白腐菌最優(yōu)工況處理春季混合藻種模型驗(yàn)證51-55
• 3.3.3 夏季混合藻種白腐菌反應(yīng)器均勻?qū)嶒?yàn)結(jié)果55-56
• 3.3.4 白腐菌最優(yōu)工況處理夏季混合藻種模型驗(yàn)證56-60
• 3.3.5 秋季混合藻種白腐菌反應(yīng)器均勻?qū)嶒?yàn)結(jié)果60-61
• 3.3.6 白腐菌最優(yōu)工況處理秋季混合藻種模型驗(yàn)證61-65
• 3.3.7 冬季混合藻種白腐菌反應(yīng)器運(yùn)行工況65-67
• 3.3.8 白腐菌最優(yōu)工況處理冬季混合藻種模型驗(yàn)證67-70
• 3.4 討論70-71
• 3.4.1 白腐菌對(duì)藻細(xì)胞脫氫酶活性的影響70
• 3.4.2 白腐菌對(duì)藻細(xì)胞可溶性蛋白質(zhì)含量的影響70-71
• 3.4.3 白腐菌對(duì)藻細(xì)胞丙二醛含量的影響71
• 3.5 本章小結(jié)71-72
• 4 白腐菌控藻系統(tǒng)對(duì)優(yōu)勢(shì)藻溶藻效能研究72-98
• 4.1 前言72
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法72-75
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藻種72-74
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置74
• 4.2.3 試劑與儀器74
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)方法74-75
• 4.2.5 統(tǒng)計(jì)分析方法75
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果75-95
• 4.3.1 白腐菌處理隱藻響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果75-78
• 4.3.2 白腐菌最優(yōu)工況處理隱藻模型驗(yàn)證78-82
• 4.3.3 白腐菌處理顫藻響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果82-85
• 4.3.4 白腐菌最優(yōu)工況處理顫藻模型驗(yàn)證85-89
• 4.3.5 白腐菌處理四尾柵藻響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果89-91
• 4.3.6 白腐菌最優(yōu)工況處理四尾柵藻模型驗(yàn)證91-95
• 4.4 討論95-96
• 4.4.1 白腐菌對(duì)隱藻的影響95-96
• 4.4.2 白腐菌對(duì)顫藻的影響96
• 4.4.3 白腐菌對(duì)四尾柵藻的影響96
• 4.5 本章小結(jié)96-98
• 5 白腐菌控藻系統(tǒng)溶藻機(jī)理研究98-131
• 5.1 前言98
• 5.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法98-100
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料98
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置98
• 5.2.3 試劑與儀器98
• 5.2.4 實(shí)驗(yàn)方法98-99
• 5.2.5 實(shí)驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)99-100
• 5.2.6 統(tǒng)計(jì)分析方法100
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果100-128
• 5.3.1 白腐菌三種不同加入方式對(duì)隱藻處理效果100-105
• 5.3.2 白腐菌三種不同加入方式對(duì)顫藻處理效果105-109
• 5.3.3 白腐菌三種不同加入方式對(duì)四尾柵藻處理效果109-113
• 5.3.4 白腐菌三種不同加入方式處理前后藻細(xì)胞官能團(tuán)的變化113-120
• 5.3.5 白腐菌處理三種藻前后流式細(xì)胞儀結(jié)果120-126
• 5.3.6 掃描電鏡結(jié)果126-128
• 5.4 討論128-130
• 5.4.1 白腐菌三種加入方式對(duì)藻類生理代謝的影響128
• 5.4.2 白腐菌三種加入方式對(duì)藻類官能團(tuán)的影響128
• 5.4.3 白腐菌處理后對(duì)藻細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響128-129
• 5.4.4 白腐菌處理后對(duì)藻細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)的影響129
• 5.4.5 白腐菌溶藻機(jī)理的探討129-130
• 5.5 本章小結(jié)130-131
• 6 白腐菌控藻系統(tǒng)毒理性研究131-147
• 6.1 前言131
• 6.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法131-134
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料131
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置131
• 6.2.3 試劑與儀器131-132
• 6.2.4 實(shí)驗(yàn)方法132-134
• 6.2.5 統(tǒng)計(jì)分析方法134
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果134-144
• 6.3.1 慢性毒理性實(shí)驗(yàn)結(jié)果134-136
• 6.3.2 微核實(shí)驗(yàn)結(jié)果136-139
• 6.3.3 彗星實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析139-144
• 6.4 討論144-145
• 6.4.1 白腐菌處理后水樣對(duì)小白鼠的影響144-145
• 6.4.2 白腐菌處理后水樣對(duì)蝌蚪紅細(xì)胞微核的影響145
• 6.4.3 白腐菌處理后水樣對(duì)蝌蚪紅細(xì)胞DNA的影響145
• 6.5 本章小結(jié)145-147
• 7 結(jié)論與展望147-149
• 7.1 結(jié)論147-148
• 7.2 后續(xù)工作展望148-149
• 致謝149-151
• 參考文獻(xiàn)151-163
• 附錄163-164
• A. 作者在攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄163
• B. 作者在攻讀博士學(xué)位期間申請(qǐng)及授權(quán)的專利目錄163-164
• C. 作者在攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目164

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2 隆夢(mèng)佳;白腐菌對(duì)污泥堆肥木質(zhì)素降解及重金屬鈍化影響[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

3 阮久莉;白腐菌過氧化物酶對(duì)2，2’，4，4’-四溴聯(lián)苯醚的去除研究[D];南京大學(xué);2011年

4 顏克亮;秸稈基質(zhì)與白腐菌降解芳香類污染物研究[D];華中科技大學(xué);2006年

5 林志偉;白腐菌降解菌草及其降解酶系的特性研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2008年

6 王麗;白腐菌處理鉛污染廢棄稻草及其對(duì)鉛鈍化作用的研究[D];湖南大學(xué);2006年

7 袁素紅;白腐菌處理染料廢水動(dòng)力學(xué)研究[D];河南理工大學(xué);2011年

8 尹艷麗;側(cè)耳屬白腐菌漆酶分泌特性研究[D];華中科技大學(xué);2005年

9 熊士昌;重金屬對(duì)白腐菌降解水/沉積物體系十溴聯(lián)苯醚的影響[D];暨南大學(xué);2012年

10 曹宇;海綿狀白腐菌木質(zhì)纖維素酶活性及其基因的遺傳變異研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：740737