十溴联苯醚的好氧微生物降解特性及机理研究

十溴联苯醚的好氧微生物降解特性及机理研究

论文摘要

本论文选用受多溴联苯醚污染较严重的电子垃圾拆卸场地表层土壤为种源,以十溴联苯醚为单一碳源,经过多次富集、分离、纯化,得到以十溴联苯醚为唯一碳源,且对其具有良好降解效果的好氧菌株H。经形态学、生理生化实验,及分子生物学鉴定等方法,判断其为红球菌属。在实验室条件下,采用正交实验法对菌株H降解条件进行优化,得出优化后的降解条件为:十溴联苯醚初始浓度50mg/L,温度为30℃,pH=7.0,转速为150rpm。在此条件下,降解7d后,菌株H对十溴联苯醚的降解率达48.25%。在前期研究十溴联苯醚的优化降解条件下,进一步考察以酵母粉、甲苯、淀粉、苯酚及四溴双酚A为共代谢基质时,十溴联苯醚的降解特性。结果表明,酵母粉、甲苯与淀粉可促进十溴联苯醚降解,而苯酚和四溴双酚A则会对其降解产生一定抑制作用。其中,以酵母粉为共代谢基质时,促进作用最明显,降解率可达70.88%。红外光谱检测结果显示,菌株H对十溴联苯醚的降解过程主要与羟基、酰胺基团与C-H键有关。采用GC/MS对其降解产物进行初步分析,发现主要为六溴、七溴联苯醚等低溴代联苯醚。实验结果表明,铁碳微电解可促进十溴联苯醚脱溴,进而可促进微生物对十溴联苯醚的利用。铁碳微电解与微生物共同作用条件下,十溴联苯醚降解率可达77.52%,其降解产物主要为七溴、八溴等低溴代联苯醚。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 前言
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 十溴联苯醚概述
  • 1.2.1 物理化学性质
  • 1.2.2 使用情况
  • 1.2.3 阻燃机理
  • 1.2.4 生态毒理效应
  • 1.3 十溴联苯醚的来源及环境行为
  • 1.3.1 十溴联苯醚的来源及赋存状况
  • 1.3.2 十溴联苯醚的环境行为
  • 1.4 十溴联苯醚污染的处理方法研究
  • 1.4.1 封存、填埋法
  • 1.4.2 高温焚烧法
  • 1.4.3 湿式共氧化法降解法
  • 1.4.4 光降解法
  • 1.4.5 铁还原法
  • 1.4.6 微生物降解法
  • 1.5 研究目的及意义
  • 1.6 研究内容
  • 第2章 十溴联苯醚降解菌的筛选、分离及鉴定
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 实验试剂
  • 2.1.2 实验仪器
  • 2.1.3 主要培养基
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 降解菌的驯化
  • 2.2.2 降解菌的分离纯化
  • 2.2.3 降解菌株形态观察及生理生化特性
  • 2.2.4 菌株的16S rDNA测序
  • 2.2.5 菌株的保存
  • 2.3 实验结果与讨论
  • 2.3.1 菌株的形态特征
  • 2.3.2 菌株的生理生化特征
  • 2.3.3 降解菌H的基因测序
  • 2.4 小结
  • 第3章 十溴联苯醚降解菌降解特性及生长条件优化
  • 3.1 实验材料
  • 3.1.1 实验试剂
  • 3.1.2 实验仪器
  • 3.2 实验方法
  • 3.2.1 菌悬液的制备
  • 3.2.2 菌株生长条件优化
  • 3.2.3 Deca-BDE浓度对菌株降解效果的的影响
  • 3.2.4 生长曲线的测定
  • 3.2.5 水相样品中Deca-BDE的预处理
  • 3.2.6 水相样品中Deca-BDE含量的定量分析
  • 3.3 实验结果与讨论
  • 3.3.1 菌株H生长条件的优化
  • 3.3.2 十溴联苯醚初始浓度对菌株降解效果的影响
  • 3.3.3 菌株生长曲线的测定
  • 3.4 小结
  • 第4章 十溴联苯醚共代谢生物降解研究
  • 4.1 实验材料
  • 4.1.1 实验试剂
  • 4.1.2 实验仪器
  • 4.2 实验方法
  • 4.2.1 菌株H对十溴联苯醚的吸附特性
  • 4.2.2 菌株H对十溴联苯醚的降解能力研究
  • 4.2.3 不同共代谢基质条件下十溴联苯醚的降解实验
  • 4.2.4 Deca-BDE残留量的萃取及定量分析
  • 4.2.5 反应体系中溴离子的定量分析
  • 4.2.6 傅立叶变换红外光谱分析
  • 4.2.7 降解产物分析
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 菌株H对Deca-BDE的降解实验
  • 4.3.2 反应体系中溴离子浓度变化
  • 4.3.3 不同共代谢基质对Deca-BDE降解效果的影响
  • 4.3.4 十溴联苯醚的降解动力学
  • 4.3.5 傅立叶变换红外光谱分析
  • 4.3.6 降解产物分析
  • 4.4 小结
  • 第5章 铁碳微电极与微生物共作用降解十溴联苯醚
  • 5.1 实验材料
  • 5.1.1 实验试剂
  • 5.1.2 实验仪器
  • 5.2 实验方法
  • 5.2.1 不同铁粉量及铁碳比对Deca-BDE的脱溴实验
  • 5.2.2 铁碳微电解体系对Deca-BDE的降解实验
  • 5.2.3 铁碳微电解与微生物共作用对Deca-BDE的降解实验
  • 5.2.4 Deca-BDE残留量的萃取及定量分析
  • 5.2.5 降解产物分析
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.3.1 铁粉的表征
  • 5.3.2 不同铁粉量及铁碳比对Deca-BDE的脱溴效果的影响
  • 5.3.3 体系pH值及氧化还原电位变化
  • 5.3.4 铁碳微电解体系对Deca-BDE的降解研究
  • 5.3.5 铁碳微电解与微生物共作用对Deca-BDE的降解
  • 5.3.6 降解产物分析
  • 5.4 小结
  • 第6章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 硕士期间已发表相关专利
  • 相关论文文献

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