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《燕山大学》 2015年
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渤海湾中柴油降解菌的降解性能及其固定化研究

郑瑞雨  
【摘要】:随着石油工业的发展和海洋运输业的繁荣,石油的泄漏使海洋环境受到了严重的污染。为了消除石油污染,各国科学家对其展开了深入的研究,以寻找更安全、更高效的治理方法。目前,石油污染的处理方式有物理方法、化学方法和生物方法。其中,生物修复法是一种利用微生物将环境污染物分解的一种方法,且这种方法成本少、对污染物处理效率高且环境友好的一种净化污染的方法。因此,有关微生物修复的研究也越来越多,微生物燃料电池是利用微生物降解有机物的新型燃料电池装置,其在降解有机污染物的同时也可以产生电能而受到关注;微生物固定化技术有利于柴油降解菌的保存、运输和推广应用,因而在各种污染物的生物治理方面具有潜在的发展前景。本课题首先以渤海湾海泥为阳极微生物来源构建微生物燃料电池,微生物燃料电池产生的电流最高达到363 m V。微生物燃料电池装置中阳极电极表面的混合菌株用三种富集培养基(2216E,SRB,LB)进行分离纯化,分别选出21,26,15株单菌株。从海洋环境中富集筛选出的菌株在无机盐培养基中以柴油为唯一碳源进行培养,获得2株优势菌株,编号为L5和E2。对菌株进行16S r DNA序列分析,鉴定结果显示菌株L5和E2与Arthrobacter菌属亲缘关系相近,并对这两株微生物进行了生长特性研究。结果显示菌株在温度为25-30°C,p H为7.5-8,盐度为2%-3%的条件下具有最佳的生长状态。对影响菌株生长和降解效率的单因素进行研究,主要包括柴油浓度、生长最适p H值、温度和盐浓度。结果表明L5的最佳降解条件为:25°C,p H 7.5,Na Cl浓度3%;E2的最佳降解温度为30°C,p H 8,Na Cl浓度3%。根据单因素结果进行了正交试验,结果在最适条件下菌株L5和E2的降解率分别为49.14%、46.47%。进一步对分离的菌株进行了固定化研究。本研究是以卤虫卵壳为吸附载体,海藻酸钠为包埋材料,制备成粒径为3-5 cm的载菌固定化颗粒;对吸附菌株的卤虫卵壳的微观结构进行表征及对不同条件下制备的固定化颗粒的传质性进行分析,结果显示卤虫卵壳对菌株具有很好的负载性,且有卤虫卵壳载体时的固定化颗粒的传质性大于无卤虫卵壳载体的颗粒;固定化微生物细胞对柴油的降解率(45-50%)大于游离细胞的降解率(40-45%)。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X172;X55

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