二氯甲烷降解菌的选育、降解特性及条件优化

论文摘要

本研究对来自台州某医药厂的活性污泥进行驯化、富集、分离后,得到一株能以二氯甲烷（DCM）为唯一碳源和能源生长的菌株H13。通过形态学观察、脂肪酸含量分析、生理生化测定以及16S rDNA序列同源性比较,确定该菌株为罗得西亚甲基杆菌（Methylobacterium rhodesianum）,并保藏于中国典型培养物保藏中心（CCTCC NO: M2010121）。目前尚未见M. rhodesianum降解DCM的报道。通过单因素实验考察氮源、供氧条件、底物浓度等因素对M.rhodesianumH13降解DCM的影响,并进一步利用Plackett-Burman试验从9个因素中确定了温度、pH、（NH4）2SO4和Na2HPO4·12H2O为DCM降解的主要影响因素,在此基础上通过响应面法优化降解条件为Na2HPO4-12H2O4.5g,（NH4）2SO40.5g, pH7.55,温度33.7℃。与优化前相比,M. rhodesianum H13对DCM的比降解速率由0.1282h-1提高至0.1625h-1。M. rhodesianum H13可完全降解4.9mM DCM,并产生9.4mMCl-;30mM DCM对微生物有明显抑制作用,但在无机盐培养基中加入适量的硅油并形成硅油-水双相体系后,M. rhodesianum H13对DCM的耐受浓度有所提高,降解速率得到加快。对细胞扩大培养的前期条件及菌剂制备进行了初步研究,结果表明,DL-苹果酸是菌体扩大培养较适宜的碳源,DL-苹果酸的最佳浓度和菌体最适培养时间分别为4g/L和36h；制备了以草炭为载体的固态菌剂,通过性能测定后发现其具有良好的保藏效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 二氯甲烷的物理化学性质
• 1.2 DCM的污染及其治理现状
• 1.2.1 DCM的来源和污染状况
• 1.2.2 DCM的危害
• 1.3 DCM含量的检测方法
• 1.3.1 铜敏双火焰光度测定法
• 1.3.2 直接顶空气质联用法
• 1.3.3 热解吸气相色谱测定法
• 1.4 DCM污染的处理技术
• 1.4.1 物理化学法
• 1.4.2 生物降解技术
• 1.5 DCM的生物净化工艺
• 1.5.1 废气中DCM的生物净化
• 1.5.2 废水中DCM的生物净化
• 1.6 DCM生物降解的应用前景及展望
• 1.7 课题研究的意义和内容
• 1.7.1 课题研究目的和意义
• 1.7.2 课题研究内容
• 1.7.3 课题创新之处
• 1.7.4 课题来源
• 第二章 DCM降解菌的筛选与鉴定
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料
• 2.2.1 材料和培养基
• 2.2.2 主要试剂和仪器
• 2.3 检测方法
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 降解菌的富集与驯化
• 2.4.2 降解菌的分离纯化
• 2.4.3 降解菌种的保存
• 2.5 降解菌株的形态观察和生理生化鉴定
• 2.5.1 染色和形态观察
• 2.5.2 生理生化鉴定
• 2.6 分离菌株的全细胞脂肪酸分析
• 2.7 降解菌16S rDNA的PCR扩增和序列测定
• 2.7.1 菌株DNA的提取
• 2.7.2 16S rDNA的PCR扩增
• 2.7.3 遗传距离矩阵与系统发育树的构建
• 2.8 结果与讨论
• 2.8.1 DCM降解菌株的分离纯化
• 2.8.2 菌株的形态特征
• 2.8.3 菌株的生理生化特性
• 2.8.4 分离菌株的全细胞脂肪酸分析
• 2.8.5 菌株的16S rDNA序列分析
• 2.9 本章小结
• 第三章 M.rhodesianumH13菌株降解条件优化的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料
• 3.2.1 菌种
• 3.2.2 培养基
• 3.2.3 主要仪器设备及检测方法
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 菌浓度-吸光度曲线绘制
• 3.3.2 菌株M.rhodesianumH13生长曲线的测定
• 3.3.3 培养基初始pH对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.3.4 供氧条件对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.3.5 温度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.3.6 氮源对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 4）₂SO₄浓度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响'>3.3.7 不同（NH₄）₂SO₄浓度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.3.8 DCM浓度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.3.9 液-液双相体系降解高浓度DCM的研究
• 3.4 响应面法优化M.rhodesianumH13菌体的降解条件
• 3.4.1 Plackett-Burman设计
• 3.4.2 中心组合实验
• 3.4.3 响应面分析及最优水平确定
• 3.4.4 响应面分析结果的验证
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 M.rhodesianumH13菌生长曲线的测定
• 3.5.2 培养基初始pH对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.5.3 供氧条件对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.5.4 温度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.5.5 氮源对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 4）₂SO₄浓度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响'>3.5.6 不同（NH₄）₂SO₄浓度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.5.7 DCM浓度对M rhodesianumH13菌株降解性能的影响
• 3.5.8 液-液双相体系降解高浓度DCM的研究
• 3.5.9 响应面法优化M.rhodesianumH13菌体的降解条件
• 3.6 本章小结
• 第四章 菌体扩大培养的前期条件及菌剂制备的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 适宜碳源的选择
• 4.3.2 碳源浓度的选择
• 4.3.3 最佳时间的选择
• 4.3.4 菌剂的制备
• 4.3.5 菌剂对DCM降解性的测定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 碳源的选择
• 4.4.2 碳源浓度的选择
• 4.4.3 最佳时间的选择
• 4.4.4 菌剂的制备
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 实验结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录