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《东北农业大学》 2015年
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固定化降解菌Pseudomonas sp.DNB-S1对DBP污染土壤修复的研究

孙国强  
【摘要】:土壤中酞酸酯(PAEs)污染来源十分广泛,农膜残留、农药和肥料施用、生活垃圾以及污水灌溉等都能够引起土壤PAEs污染。本研究运用固定化技术,对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)降解菌进行包埋,对制备的固定化微球的性能进行表征,以及固定化微球对土壤中DBP的去除效果和生态修复效应等多方面考察固定化微球的修复效果。以固定化微球对DBP的降解率为考察目标,优化固定化成球条件。采用四因素三水平L9(34)的正交试验,选择不同的海藻酸钠/膨润土比例、Ca Cl2浓度、壳聚糖溶液浓度以及包菌量为组分。正交实验的结果表明固定化成球的最佳条件为海藻酸钠/膨润土为2:1,壳聚糖浓度为0.5%,氯化钙为1.5%,包菌量为10%。利用红外光谱、扫描电镜及比表面积分析仪等,对固定化微球进行性能表征。结果表明:膨润土的表面存在大量的-OH,海藻酸纳的羧基发生了离子化,海藻酸钙凝胶与膨润土之间形成了离子键,产生了微弱的静电引力。膨润土中的羟基,在水环境中与海藻酸钠能够产生氢键,从而限制了海藻酸钙凝胶的溶胀。固定化微球的载体材料海藻酸钠与膨润土的比例为2:1时,其具有较大的比表面积和大量的微孔,能够更好的实现菌体在其内部的存活以及对污染物DBP的有效降解。考察固定化微球在28 d内的实际修复效果以及特性。土壤修复过程中,14 d时,各处理组DBP残留量均在66%以上;在28 d时,固定化微球处理组中,DBP的残留量小于20%。固定化微球在三次重复使用后,对底物DBP的降解率仍然保持在20%以上。4℃条件下,28 d时,固定化微球处理组中,DBP的降解率为78.04%。采用PCR-DGGE技术考察修复后土壤微生物群落结构的变化情况,对DGGE凝胶上19个条带切胶后进行克隆,经测序鉴定,同源性比较,鉴定结果证明试验土壤中微生物主要分属于放线菌门、厚壁菌门和变形杆菌门(α-变形菌纲、β-变形菌纲及γ-变形菌纲)3个大类。受DBP污染的土壤样品和接种游离菌后微生物丰富度随着时间的推移,并未发生较大的波动。固定化微球处理和游离菌处理的多样性指数均呈现先上升后下降的趋势,空白处理组的变化不明显,在28d达到最高。各处理的微生物均匀度均没有发生显著性改变,其中空白处理微生物均匀度在后期呈现先下降的趋势。不同形态降解菌的接种以及DBP的投加均改变了土壤微生物群落结构。利用氯仿熏蒸提取法测定固定化微球对DBP污染土壤中微生物生物量碳、氮、磷随修复时间的动态变化。结果表明,修复过程中,固定化微球的加入可以有效的缓解DBP对土壤微生物活性的影响。研究表明,接种固定化微球能够有效的修复DBP污染的土壤,降低DBP对土壤的危害,同时为土壤中有机污染物的去除提供一定的理论基础以及技术支撑。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X53;X172

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