水中毒死蜱的D3降解菌固定化与酶促降解研究

论文摘要

毒死蜱是高毒有机磷农药的替代品种,被广泛应用于农业生产和生活中,随着对毒死蜱毒理学研究的深入,毒死蜱对环境、人类以及动物的危害逐渐被人们认识。微生物降解是毒死蜱环境污染去除的有效方法之一,已经越来越受到人们的重视,关于毒死蜱微生物降解的研究也不断深入。本研究以农药毒死蜱作为主要的对象,以本实验室筛选的毒死蜱降解菌Rhodococcus rhodochrous（D3）为出发菌株,研究D3菌对毒死蜱等有机磷农药在水中的微生物降解,毒死蜱降解菌D3的固定化方法和制备以及固定化微生物的特性,D3降解菌的降解酶提取和降解酶的特性。主要内容如下:1.降解谱试验研究得出:D3降解菌对对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷和杀螟硫磷的24 h降解率分别为99%、98%、88.7%、76.9%,在加菌浓度为107CFU·mL-1条件下,降解半衰期分别为:3.830 h、3.501 h、5.004 h、10.830 h。2.研究了降解微生物的固定化方法。选取湿菌体量、固定剂CaCl2浓度、包埋剂海藻酸钠浓度和固定化时间为正交因素设计正交实验,以固定化微生物对毒死蜱的降解率为考察指标,研究表明,固定化微生物的最佳固定化条件为:湿菌体量3.0 g、CaCl2浓度4%、海藻酸钠浓度2%、钙化时间8h。3.研究了固定化微生物对毒死蜱的降解特性。结果表明,固定化微生物对毒死蜱的最佳降解温度为30℃,最佳pH为7.0,对毒死蜱有稳定的吸附,无再次释放,机械强度与传质性能较好。4.初步研究了降解酶的提取分离条件,进行毒死蜱降解菌降解酶的定位与诱导性实验,研究得出,降解酶主要是胞内组成酶。5.以牛血清白蛋白为标准蛋白,测得毒死蜱降解细菌D3胞内粗提酶中可溶性蛋白质含量为1.295mg·mL-1;该酶的米氏常数Km为0.7899mmol·L-1,最大反应速率Vmax为0.14415μmol·min-1;在pH为6.5、温度25℃的时候,降解酶对毒死蜱有最好的降解效果,保存在pH7.0、温度10℃条件下,毒死蜱降解酶有最好的稳定性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 术语与略语表
• 1 文献综述
• 1.1 毒死蜱的理化性质
• 1.2 毒死蜱的应用概况及存在问题
• 1.3 毒死蜱在环境中的转归与生态毒理
• 1.3.1 毒死蜱在水中的转归与生态毒理
• 1.3.2 毒死蜱在土壤中的转归与生态毒理
• 1.3.3 毒死蜱在植物中的转归与生态毒理
• 1.4 毒死蜱在环境中的降解机理
• 1.5 毒死蜱环境污染的治理与微生物修复技术研究进展
• 1.5.1 毒死蜱降解菌的筛选
• 1.5.2 毒死蜱环境污染的微生物处理
• 1.5.3 毒死蜱微生物降解研究中存在的问题
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 供试药品
• 3.2 仪器设备
• 3.3 毒死蜱的提取及测定
• 3.3.1 水样中毒死蜱的提取
• 3.3.2 水样中毒死蜱GC-ECD的气相色谱测定
• 3.3.3 水样中毒死蜱的添加回收实验
• 3.3.4 毒死蜱降解率的计算
• 3.4 高效降解细菌的有机磷农药降解谱研究
• 3.4.1 供试菌种
• 3.4.2 培养基
• 3.4.3 降解谱实验
• 3.4.4 菌株对四种有机磷农药降解动力学
• 3.5 固定化毒死蜱降解菌D3的特性研究
• 3.5.1 D3降解菌的固定化方法研究
• 3.5.2 固定化微生物的降解活性研究
• 3.5.3 固定化微生物投入量对毒死蜱降解率的影响
• 3.5.4 固定化微生物反应时间对毒死蜱降解率的影响
• 3.5.5 固定化微生物对毒死蜱的降解特性研究
• 3.6 毒死蜱降解酶的特性研究
• 3.6.1 降解菌的培养
• 3.6.2 降解酶的提取
• 3.6.3 酶蛋白质含量的测定
• 3.6.4 毒死蜱降解的诱导性实验
• 3.6.5 毒死蜱降解酶的降解特性研究
• 4 结果与分析
• 4.1 毒死蜱的GC-ECD残留分析方法的建立
• 4.1.1 无机盐培养基中毒死蜱的残留测定方法可靠性分析
• 4.1.2 磷酸盐缓冲溶液中毒死蜱的残留测定方法可靠性分析
• 4.1.3 毒死蜱在GC-ECD条件下的色谱图
• 4.2 高效降解菌的有机磷农药的降解谱
• 4.2.1 菌株降解谱
• 4.2.2 D3菌株对对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷和杀螟硫磷等有机磷农药降解动力学
• 4.3 固定化毒死蜱降解菌的特性研究
• 4.3.1 降解菌固定化条件的优化
• 4.3.2 固定化微生物投入量对毒死蜱降解率的影响
• 4.3.3 固定化微生物反应时间对毒死蜱降解率的影响
• 4.3.4 固定化微生物对毒死蜱的降解特性研究
• 4.3.5 固定化小球的性能测试
• 4.4 毒死蜱降解酶的特性研究
• 4.4.1 降解酶中可溶性蛋白质含量测定
• 4.4.2 毒死蜱降解酶的定位
• 4.4.3 毒死蜱降解的诱导性研究
• 4.4.4 毒死蜱降解酶的降解特性研究
• 5 讨论
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介