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《东华大学》 2011年
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耐锌细菌的筛选、抗锌特性及其对苯酚的降解研究

王慧萍  
【摘要】:随着工业的发展,重金属废水污染已经成为环境保护领域中的一个突出问题。锌,作为对生态环境危害较大的一类重金属污染物,具有持久性、毒性大、污染严重等特点,其一旦进入环境后不能被生物降解,大多数将参与食物链循环,并最终在生物体内积累,破坏生物体正常生理代谢活动,危害人体健康。近年来,利用生物法处理重金属废水成为国内外一个新型的研究领域,以其高效率、无二次污染,以及环境友好等特性引起了人们的广泛关注。 本文以德兴铜矿筛选得到的耐锌细菌为研究对象,考察新分离的菌株(strain DX-T3-03)对锌的吸附特性,并对菌株进行生理生化及16SrDNA分子鉴定,考察其生长及对重金属的耐受特性;同时,该菌不仅具有强抗锌能力,并且能够降解高浓度苯酚,通过试验,摸索苯酚最佳降解条件及苯酚与重金属在处理过程中的相互影响。 菌株DX-T3-03对锌的抗性高达3600 mg/L,对该菌株进行形态观察、16S rDNA序列分析,鉴定该菌归属为变形细菌α亚类,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)。考察菌株DX-T3-03生长及吸附锌的基本特性,探索该菌对锌的抗性机理。菌株DX-T3-03对链霉素无抗性,对其它所试抗生素均具有抗性。其最适的生长与吸附锌的条件为:温度35℃,pH 7.0,摇床转速为150 r/min,吸附时间1h,投菌量2g/L。在此最优条件下,菌株对锌的吸附率高达80.93%。菌株DX-T3-03吸附Zn2+的动力学过程可以用准二级动力学方程进行描述。应用Langmuir和Freundlich吸附等温线研究,Langmuir吸附等温线更为适合模拟该菌株的吸附过程,表明该菌对锌的吸附是既包括物理吸附,又含有化学吸附的复杂过程。 通过红外光谱、SEM-EDX射线能谱及质粒研究对其吸附机理做了初步探索,结果表明DX-T3-03的细胞壁上参与积累作用的化学官能团主要有-OH、-NH2、-COOH、-PO43-等;高浓度锌在细菌细胞表面形成沉淀而达到对锌的富集与解毒;并且确定该菌的抗锌基因位于质粒上。 通过对该菌降解苯酚能力的研究。结果表明,菌株DX-T3-03具有很高的降解苯酚能力,其降解苯酚的最适条件为30℃,pH 7.0,转速150 r/min,接种量20%,并且能在24 h内几乎完全降解600 mg/L苯酚。重金属离子Cu2+、Cd2+、Pb2十和Ni2+对菌株降解苯酚有不同程度的抑制作用,而Zn2+对该菌降解苯酚抑制作用不明显。代谢机制研究表明,苯酚可诱导该菌合成邻苯二酚2,3-双加氧酶,通过间位途径进行苯酚代谢。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

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