固定化微生物降解甲基对硫磷实验研究

论文摘要

有机磷农药在控制农作物害虫和病虫方面占据重要的地位,是世界上生产和使用最多的农药品种。有机磷农药的毒性及不规范的使用,是造成土壤农药污染的主要因素,直接或间接地危害人类的健康。因此,开展污染土壤的修复技术研究意义重大。本研究从受农药长期污染的土壤中筛选出长势较好的3株野生种菌,分别为A1、A2和A3。根据细菌形态观察和生理生化实验结果,结合细菌16S rDNA的基因序列分析,参考《伯杰细菌鉴定手册(第八版)》,确定3种菌株均为芽孢杆菌科,梭菌属的微生物,其中A1为巴氏梭菌(Bacillus pasteurii), A2为丁酸梭菌(Clostridium butylicum),A3为丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)。通过初步驯化,3株菌株中A3菌对甲基对硫磷的耐受浓度最高可达500mg/L。因此,以A3为研究对象,确定了菌株A3的最佳生长条件为：最佳温度为35℃、最佳起始pH值7.0左右、最佳摇床转速120r/min、最佳C、N源分别为淀粉和酵母膏；菌株A3在牛肉膏蛋白胨液体培养基中培养时,8h时生长较快,延缓期不明显,对数增长期较长,72h达到最大生物量。通过开展3种菌株降解甲基对硫磷的进程实验、耐受性实验和甲基对硫磷底物浓度对降解影响的实验研究,得到3种菌A1、A2和A3在12h时对甲基对硫磷的最大降解率,分别为73.04%、78.05%和85.51%。甲基对硫磷对A2和A3的最大抑制浓度为600mg/L和800mg/L。对A3菌株的传代实验研究表明：A3菌比较稳定,不易变异。本文还系统研究了固定化A3菌株对甲基对硫磷的降解作用及影响因素,确定了最佳固定化方法为交联法,载体为玉米芯,最佳交联剂浓度为0.5%。当降解时间为12h,pH值为7时,固定化菌株对甲基对硫磷的降解作用最好,最大降解率为85.21%。本研究为农药污染土壤的生物修复技术应用奠定了基础,具有一定的实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 农药概述
• 1.1.1 农药的定义及分类
• 1.1.2 农药的发展概况
• 1.1.3 农药在农业生产中的地位和作用
• 1.1.4 主要化学农药类型及特点
• 1.2 土壤农药污染及修复研究现状
• 1.2.1 土壤农药污染现状及危害
• 1.2.2 国内外农药污染土壤修复现状
• 1.3 农药抗性微生物筛选及降解作用研究
• 1.3.1 农药抗性微生物的种类与特性
• 1.3.2 抗性微生物对农药降解作用研究
• 1.3.3 农药污染土壤的微生物修复机理
• 1.3.4 影响农药污染物微生物修复的因素
• 1.3.5 农药污染土壤的微生物强化措施
• 1.4 甲基对硫磷的理化性质及其危害
• 1.4.1 甲基对硫磷的理化性质
• 1.4.2 甲基对硫磷的毒性
• 1.4.3 甲基对硫磷的危害
• 1.5 论文研究的目的、理论意义及主要研究内容
• 1.5.1 论文研究的目的、理论意义和应用价值
• 1.5.2 论文的主要研究内容
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 实验仪器、设备和试剂
• 2.1.1 实验仪器、设备
• 2.1.2 实验试剂
• 2.2 土样来源
• 2.3 试剂的配制
• 2.3.1 菌株鉴定所用试剂
• 2.3.2 培养基配制
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 样品采集及处理
• 2.4.2 菌种的分离和纯化
• 2.4.3 菌株的生理生化实验
• 2.4.4 菌株16S rDNA基因序列的PCR测定
• 2.4.5 菌株生长条件的测定
• 2.4.6 甲基对硫磷的紫外可见分光光度计检测方法
• 2.4.7 降解性能研究
• 2.4.8 菌株传代稳定性
• 2.4.9 固定化实验
• 第3章 甲基对硫磷抗性菌的筛选及生物学分类地位的确定
• 3.1 抗性菌株的筛选与驯化
• 3.1.1 菌株的筛选结果
• 3.1.2 菌株的驯化与复选
• 3.2 甲基对硫磷抗性菌的分类鉴定
• 3.2.1 菌株形态特征观察
• 3.2.2 生理生化特性
• 3.3 菌株16S rDNA的基因序列的PCR测定
• 3.4 菌株最佳生长条件确定
• 3.4.1 菌株最佳生长条件
• 3.4.2 小结
• 第4章 甲基对硫磷游离性和固定化降解菌降解特性研究
• 4.1 游离菌对甲基对硫磷降解特性研究
• 4.1.1 3种菌的降解进程曲线
• 4.1.2 甲基对硫磷耐受性能
• 4.1.3 底物浓度对降解率的影响
• 4.2 传代稳定性
• 4.2.1 继代培养
• 4.2.2 传代稳定性实验
• 4.2.3 结果分析
• 4.3 固定化菌对甲基对硫磷降解特性研究
• 4.3.1 最佳固定化方法
• 4.3.2 最佳载体
• 4.3.3 最佳降解时间
• 4.3.4 最佳交联剂浓度
• 4.3.5 最佳降解温度
• 4.3.6 最佳降解pH值
• 4.3.7 底物浓度对降解率的影响
• 4.3.8 固定化菌块重复利用率
• 4.3.9 固定化菌的形态
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论著
• 作者从事科学研究和学习经历的简历