【摘要】：鄰苯二甲酸酯類(Phthalic Acid Esters,PAEs)化合物作為塑化劑被人們廣泛應(yīng)用到建筑裝潢、化妝品、食物包裝、醫(yī)療器皿等行業(yè)中,隨著PAEs的大量使用,其逐漸遷移到水體、土壤、大氣等環(huán)境中,并且它們?cè)谧匀画h(huán)境中的降解十分緩慢,PAEs已成為一類不可忽視的持久性有機(jī)污染物。目前處理PAEs污染的技術(shù)包括物理吸附法、化學(xué)氧化法、生物修復(fù)法等,吸附法和氧化法存在著催化劑昂貴問題以及吸附劑再生等其他后續(xù)問題,而生物降解以自身礦化程度高、經(jīng)濟(jì)成本小、無二次污染等優(yōu)勢(shì)得到了諸多關(guān)注。以往的研究多以篩選純菌株降解PAEs污染為目標(biāo),而在利用細(xì)菌富集物方面研究較少,細(xì)菌富集物因更豐富的生物多樣性具有對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)、降解效率高的優(yōu)點(diǎn)。本文從開封市垃圾焚燒發(fā)電廠廢水好氧處理工藝池采集活性污泥作為樣品,選取鄰苯二甲酸二丁酯(Di-n-butyl phthalate,簡(jiǎn)稱DBP)為代表性污染物進(jìn)行生物富集培養(yǎng),主要取得了以下研究成果:(1)通過富集培養(yǎng)得到一個(gè)可將DBP作為唯一碳源和能源的高效降解菌群,并命名為L(zhǎng)V-1,并利用引物成功擴(kuò)增出該菌群的V4高變區(qū)基因片段。該菌群包含了33個(gè)科、48個(gè)屬的細(xì)菌,優(yōu)勢(shì)菌種為Brucella sp.和Sinobacter sp.,其相對(duì)豐度分別為62.78%和14.83%。(2)菌群LV-1對(duì)DBP的最佳降解條件是:溫度30℃、pH6.0。于最適條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),48h內(nèi)LV-1能將500mg/l的DBP降解93%左右,72h內(nèi)可將1000mg/l的DBP降解95%以上,證實(shí)了LV-1是高效DBP降解菌群。(3)分別研究了不同濃度的六種重金屬陽離子、三種陰離子、兩類表面活性劑以及三種外源碳源加入培養(yǎng)基之后,對(duì)菌群LV-1降解DBP能力的影響。結(jié)果顯示Pb~(2+),Cu~(2+),Mn~(2+),Cd~(2+),Zn~(2+)和Cr~(6+)濃度較高時(shí),均會(huì)明顯抑制DBP的降解,而Pb~(2+),Cu~(2+),Mn~(2+)在濃度較低(50mg/l)時(shí),在一定程度上能促進(jìn)DBP的降解。陰離子方面,不同濃度的NO_(2-)加入后均會(huì)抑制DBP的降解,而當(dāng)NO_(3-)和SO_4~(2-)的濃度分別為100~300mg/l之間和200mg/l時(shí)能夠增強(qiáng)LV-1對(duì)DBP的降解能力,但濃度過高或過低時(shí)也會(huì)出現(xiàn)出對(duì)DBP降解的抑制效果。添加適量非離子型表面活性劑Tween-80后,LV-1能夠利用其參與降解過程,并完全降解培養(yǎng)基中DBP,另一組非離子型表面活性劑曲拉通X-100在濃度較高時(shí)也對(duì)DBP降解有明顯的促進(jìn)效果,這表明非離子型表面活性劑能夠有效提高LV-1對(duì)DBP的降解效率;而陰離子表面活性劑SDS的添加能抑制DBP的降解。三種微量外源碳源(葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉)的加入會(huì)一定程度上抑制LV-1菌群的生長(zhǎng),進(jìn)而降低DBP的降解效率,三者中可溶性淀粉的抑制效果尤為顯著。(4)根據(jù)LV-1對(duì)DBP降解產(chǎn)物的GC-MS分析,并結(jié)合該菌群的底物廣譜性研究,推測(cè)其降解DBP的途徑為:在菌群作用下DBP的兩個(gè)側(cè)鏈逐步水解,形成PA,之后開環(huán)并最終完全礦化為CO_2和H_2O。降解動(dòng)力學(xué)表明,當(dāng)LV-1降解較高濃度的DBP時(shí)需要更長(zhǎng)的適應(yīng)期,但其整體降解能力較為穩(wěn)定,半衰期在13.64~19.2h之間浮動(dòng)。底物廣譜性研究表明LV-1除了利用DBP和PA作為碳源和能源之外還能利用側(cè)鏈較短的DMP和DEP,在BPA、蒽、芴、熒蒽、菲和側(cè)鏈較長(zhǎng)的DEHP的利用效果上較弱,而萘基本不能被LV-1利用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X172

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本文編號(hào)：2441881