【摘要】：硝基苯作為一種重要的化工基礎(chǔ)原料,生產(chǎn)量巨大,并且逐年遞增。它是一種劇毒性的環(huán)境有機污染物,排入水體后,可對生態(tài)環(huán)境造成危害,破壞水資源,通過飲用水或食物鏈進入人體,可對人類造成多種疾病。因其具有“三致”特性,已被許多國家列為“環(huán)境優(yōu)先控制污染物”名單。生物技術(shù)的發(fā)展為有效利用生物酶進行有機污染物的處理技術(shù)提供了技術(shù)保障。微生物及其生物酶的專一性、高效性、低成本等諸多優(yōu)點,為利用微生物及其生物酶降解硝基苯提供了全新的思路和方法。本文以渭河沉積物中的微生物為研究對象,以硝基苯作為目標(biāo)污染物,通過富集、馴化、分離,篩選出一株硝基苯優(yōu)勢降解菌,采用微生物生理生化鑒定方法,結(jié)合《常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊》和《伯杰氏細(xì)菌鑒定手冊》初步鑒定該菌株為不動桿菌屬;以硝基苯初始濃度、pH值、溫度為影響因子探討硝基苯優(yōu)勢降解菌降解特性的最適條件,結(jié)果表明,當(dāng)硝基苯初始濃度為50mg/L、pH值為7.0、溫度為30℃時,菌株對硝基苯的降解率達到最優(yōu),為99.68%;通過鹽析法提取該硝基苯優(yōu)勢降解菌株的胞內(nèi)酶和胞外酶,并對硝基苯進行降解特性研究,結(jié)果表明,該菌株胞內(nèi)酶對硝基苯的降解起主要作用,胞外酶起輔助作用;以硝基苯初始濃度、pH值、溫度、金屬離子為影響因素,以該菌株的胞內(nèi)酶、胞外酶及胞內(nèi)+外酶為研究對象,探討該硝基苯優(yōu)勢降解菌株酶促降解最優(yōu)條件,結(jié)果表明,胞內(nèi)酶、胞外酶和胞內(nèi)+外酶具有共同的降解特性,當(dāng)硝基苯初始濃度為50mg/L、pH值為7.0、溫度為30℃時,該菌株的酶促降解率達到最佳;通過金屬離子對酶活性的影響研究表明,金屬離子Fe~(3+)和Cu~(2+)會抑制酶的活性,而金屬離子Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)對酶促反應(yīng)基本無影響,但有一定激活作用;通過研究不同硝基苯濃度的酶促反應(yīng)速率發(fā)現(xiàn),該硝基苯優(yōu)勢降解菌株的胞內(nèi)酶、胞外酶和胞內(nèi)+外酶降解硝基苯的過程遵守米氏方程;用雙倒數(shù)作圖法求出該硝基苯優(yōu)勢降解菌株胞內(nèi)酶Vmax=1.3387mg/L·h,Km=173.73mg/L,胞外酶Vmax=0.7531mg/L·h,Km=119.54mg/L,胞內(nèi)+外酶Vmax=1.5038mg/L·h,Km=160.56mg/L;通過優(yōu)勢降解菌株及其胞內(nèi)酶、胞外酶和胞內(nèi)酶加胞外酶在對硝基苯最佳降解情況下的降解產(chǎn)物進行定性分析表明,降解產(chǎn)物主要為胺基類、醇類、羧酸類、酮類、醛類等。結(jié)合本文實驗結(jié)果與結(jié)論,若發(fā)生類似2005年松花江硝基苯污染事件,建議可采用本研究分離的硝基苯優(yōu)勢菌S-1來降解硝基苯。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X172;X52
【圖文】：

第四章 硝基苯優(yōu)勢降解菌及其降解酶對硝基苯降解產(chǎn)物分析根據(jù)上述檢索圖譜匯總表 4-1 可得，（1）硝基苯優(yōu)勢降解菌對硝基苯降解的中間產(chǎn)物有胺基類化合物、羧酸類物質(zhì)、酯類物質(zhì)、酮類物質(zhì)、醇類物質(zhì)等，其具有代表性的中間產(chǎn)物有苯胺，由硝基苯上的硝基被還原成氨基，生成苯胺，與劉強[34]等人的實驗一致，苯胺可直接開環(huán)生成胺類有機物如已二酰二胺，然后進一步礦化成小分子物質(zhì)如 2-乙基-1-丁烯。

（1）硝基苯優(yōu)勢降解菌對硝基苯降解的中間產(chǎn)物有胺基類化合物、羧酸類物質(zhì)、酯類物質(zhì)、酮類物質(zhì)、醇類物質(zhì)等，其具有代表性的中間產(chǎn)物有苯胺，由硝基苯上的硝基被還原成氨基，生成苯胺，與劉強[34]等人的實驗一致，苯胺可直接開環(huán)生成胺類有機物如已二酰二胺，然后進一步礦化成小分子物質(zhì)如 2-乙基-1-丁烯。圖 4.1 優(yōu)勢菌對硝基苯降解的途徑（2）硝基苯優(yōu)勢降解菌的胞內(nèi)酶對硝基苯降解的中間產(chǎn)物有胺基類化合物、醛類物質(zhì)、羧酸類物質(zhì)、酯類物質(zhì)和醇類物質(zhì)，其具有代表性的中間產(chǎn)物有苯胺、亞硝基苯、肟-甲氧基苯基，硝基苯降解主要降解途徑圖如下圖 4.2 所示。

圖 4.3 胞外酶對硝基苯降解途徑（4）硝基苯優(yōu)勢降解菌的胞內(nèi)+外酶對硝基苯降解的中間產(chǎn)物有胺基類化合物、酮類物質(zhì)、羧酸類物質(zhì)、酯類物質(zhì)和醇類物質(zhì)，其具有代表性的中間產(chǎn)物有苯胺、肟-甲氧基苯基，分析其降解路徑為：因未檢測到亞硝基苯，但有肟-甲氧基苯基的生成，分析硝基苯直接被還原為肟-甲氧基苯基，再還原為苯胺，苯胺鄰、對位基被取代生成 3,4-二甲基苯胺或 2-氨基-6-甲基苯甲酸，碳碳鍵斷裂生成長鏈化合物并被礦化。圖 4.4 胞內(nèi)+外酶對硝基苯降解途徑4.4 關(guān)于 2005 年松花江硝基苯污染的治理措施

【參考文獻】

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本文編號：2774274