收藏本站
《湖北大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

一株嗜麦芽寡养单胞菌的筛选鉴定及其聚磷和降解有机磷的研究

唐梦君  
【摘要】:湖北省地处长江中游,气候湿润,水资源充沛,有“千湖之省”之称。近年来,随着湖北省工业化、城市化进程加快和人口迅速增长,大量未达标处理的含磷(P)废水排入湖泊河流,造成地表水质富营养化的愈加严重。作为全国重要的工农业生产基地,湖北省的化工排污和农业面源污染是引起水体富营养化的主要因素。化工排污和农业面源污染中常常含有大量的磷酸盐和有机磷农药(OPPs),污染面积大,治理成本高,一直是污水处理的难点。因此,高效处理这类污水是遏制水体富营养化的重要手段。本研究采用传统的平板分离技术结合高通量筛选的方法,从湖北各地采集的样品中筛选出12株高效聚磷菌(MEW09、MEW23、MEW55、MEW78、MEW89、MEW90、MET29、MET63、MET64、MET70、MET83和MET84)。通过高效液相色谱对这12株菌降解有机磷农药乐果的能力进行测定并排序,发现一株来自某污水处理厂活性污泥的聚磷菌株MET70对50 mg/L乐果的降解率高达77.3%。因此,选择兼具高效聚磷和降解有机磷农药的多功能菌株MET70作进一步研究。MET70的菌落形态和部分生理生化特征如下:菌落1~1.5 mm圆形,淡黄绿色,有氨气味,表面光滑,不透明,有粘性;生理生化特征如下:革兰氏阴性,接触酶阳性,氧化酶阴性,明胶水解阳性,淀粉水解阴性,硝酸盐还原阴性,赖氨酸脱羧酶阳性。该菌株经形态学、生理生化和及16S rRNA序列T-A克隆鉴定,推测是一株嗜麦芽寡营养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)。MET70的基因组的特点:总基因组大小约为4.55 Mbp,GC含量为66.54%,Scaffold数量有22个,最大Scaffold序列长度为1,241,852 bp,最小Scaffold序列长度为1,471 bp,Scaffold序列平均长度为206,815 bp,N_(50)大小为1,100,072,N_(90)大小为327,820。MET70有4116个预测基因,tRNA结构66个,rRNA结构6个,TRF结构228个,SSR结构45个,无CRISPR结构。MET70游离菌及海藻酸钙包埋小球对含磷废水的聚磷效果实验表明,MET70具有良好的聚磷潜力:游离菌处理5、10、15和20 mg/L的含磷废水24 h后,聚磷率分别达到97.8%,96.3%,85.3%和70.7%,即废水中P浓度低于10 mg/L时,游离菌处理24h即可达到排放标准(TP0.5 mg/L);海藻酸钙固定化包埋小球在处理5 mg/L和10 mg/L的含磷废水时,12 h聚磷率达到最高,分别为99.9%和98.9%;在处理15 mg/L和20 mg/L的含磷废水时,48 h聚磷率达到最高,分别为98.2%和98.54%;即废水中P浓度低于10 mg/L时,包埋小球处理12 h即可达到安全排放,在10P≤20 mg/L时,包埋小球处理48 h即可安全排放。MET70对乐果、氧乐果、敌敌畏、甲基对硫磷和毒死蜱五种有机磷农药的广谱降解实验表明:MET70对农药的耐受顺序为:乐果氧乐果≈敌敌畏甲基对硫磷毒死蜱;MET70降解氧乐果、敌敌畏、甲基对硫磷、毒死蜱和乐果的最适pH分别为8.0、8.0、9.0、7.0和9.0;在最适pH下,对应的降解率分别为64.8%、46.36%、50.22%、31.36%和84.01%。MET70降解氧乐果、敌敌畏、甲基对硫磷、毒死蜱和乐果的最适温度分别为30℃、35℃、30℃、30℃和35℃;在最适温度下,对应的降解率分别为64.21%、47.83%、45.8%、32.98%和77.7%。总体来看,MET70的降解性能在pH(7.0~9.0)和温度(30~35℃)范围内较为稳定,且对乐果的降解效果最为显著。MET70对乐果的降解机理研究表明:MET70能够在以乐果为唯一碳源的培养基中生长,摇瓶实验中120 h对50 mg/L乐果的降解率达89.66%。用HPLC检测MET70降解乐果过程中的物质变化,结果显示,降解过程中无新的中间物质峰出现,初步预测MET70对乐果的降解是完全矿化作用。研究还发现,MET70在pH 7.0~11.0范围内对卵磷脂也有较强的水解能力;将MET70活化后的菌悬液按10%与土壤混合,自然环境下作用72 h后,土壤速效磷含量由8.42 mg/kg升至16.84 mg/kg,土壤供磷能力由之前的低水平提高到中等水平;将MET70活化后的新鲜菌液接种小白菜幼苗20天后,实验组小白菜较对照组:鲜重增加了34.63%,株高增加了12.43%,根长增加了24.36%,茎粗增加了51.79%。综上所述,MET70对磷化工污水的处理和生物农业的发展均具有重要意义。利用MET70高效聚磷和降解有机磷的特性,构想出一种处理磷化工废水的理想化路线,同时实现去除废水中磷酸盐和有机磷,从而提高处理效率,减少运行费用。本研究旨在找到磷资源循环回收的新路径,为生产与应用提供理论基础。
【学位授予单位】:湖北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X703;X172

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王智;许雷;;多聚磷和聚磷酶研究进展[J];生物技术通报;2008年05期
2 刘志礼,刘雪娴,叶军;藻类聚磷的特殊作用[J];沉积学报;1992年01期
3 徐师兵,郑福安,杨永刚;芳氧基取代聚磷腈的合成与表征[J];吉林大学自然科学学报;1994年04期
4 杜宏伟;武俊;肖琳;杨柳燕;蒋丽娟;王晓琳;;聚磷激酶基因在假单胞菌中的整合和表达[J];环境科学;2009年10期
5 张建生,綦明正,孔庆山,纪全,夏延致;聚磷腈的合成与应用研究进展[J];青岛大学学报(自然科学版);2002年04期
6 郑怀礼;焦世珺;何强;陈容;张鹏;房慧丽;;聚磷硫酸铁复合絮凝剂中铁的形态分布研究[J];光谱学与光谱分析;2011年02期
7 任杰,陈云华;聚磷腈的研究和生物医学应用[J];北京生物医学工程;2005年02期
8 金杰;柏雪晴;高竹林;徐盛宇;程晓红;;三聚磷腈咪唑盐离子液晶的合成及其性能研究[J];云南大学学报(自然科学版);2009年06期
9 刘景东;刘慧;岳鑫;;交联型聚磷腈基类高分子的合成与性能研究[J];厦门大学学报(自然科学版);2011年S1期
10 刘志礼,刘雪娴,王永军;藻细胞的聚磷作用及其成矿意义[J];植物学报;1994年12期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 杜宏伟;杨柳燕;肖琳;;转聚磷激酶基因应用及其调控的研究进展[A];江苏省遗传学会第七届二次代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2008年
2 陈容;余炳宏;杨波;曹海花;焦世珺;张会琴;邓琳莉;郑怀礼;;无机高分子絮凝剂聚磷硫酸铁的带电特征与红外光谱分析[A];中国化学会第十五届全国有机分析及生物分析学术研讨会论文集[C];2009年
3 宝冬梅;刘吉平;;聚磷腈材料在航空航天及军工领域的应用研究[A];中国工程科技论坛第123场——2011国防科技工业科学发展论坛论文集[C];2011年
4 刘承美;赵晨;胡芬;周云;许燕;邱进俊;包瑞;;具有光电活性聚磷腈的合成与性能研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
5 王栋;刘吉平;;线性聚磷腈的研究进展[A];2012年中国阻燃学术年会论文集[C];2012年
6 王岩;牟建新;姜振华;;新型含氟环交联聚磷腈微纳球的制备技术和性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 周占玉;杨新改;王秀芬;;聚磷腈阻燃及绝热材料研究综述[A];2012年中国阻燃学术年会论文集[C];2012年
8 杨建辉;马翰林;吴战鹏;武德珍;;线形芳氧基聚磷腈弹性体的合成、表征以及耐烧蚀性研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 崔小明;聚磷腈要抓紧开发利用[N];中国化工报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李贞可;环交联型聚磷腈微纳米材料的可控制备与表征[D];武汉科技大学;2016年
2 樊建涛;碱性燃料电池用聚磷腈基阴离子交换膜的研究[D];北京化工大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐梦君;一株嗜麦芽寡养单胞菌的筛选鉴定及其聚磷和降解有机磷的研究[D];湖北大学;2017年
2 耿越;基于聚磷腈弹性体的绝热耐高温材料的制备与应用研究[D];北京化工大学;2015年
3 孔玉姝;含醛基取代聚磷腈的合成及其改性酚醛树脂的探索研究[D];北京化工大学;2016年
4 郭彦丽;基于环簇聚磷腈薄膜干涉的彩色碳纤维制备及性能研究[D];中北大学;2017年
5 刘会萍;可生物降解聚磷腈的合成及研究[D];中国石油大学(华东);2014年
6 张金;交联型聚磷腈负载含氮杂环阳离子碱性膜的制备与性能研究[D];北京化工大学;2017年
7 刘风华;聚磷腈及其衍生物的合成与研究[D];青岛大学;2005年
8 彭程;自修复交联聚磷腈的制备与研究[D];中南民族大学;2013年
9 潘杰;基于环交联型聚磷腈材料的制备研究[D];上海交通大学;2014年
10 朴秀玉;葡萄糖基聚磷腈水凝胶的制备[D];北京化工大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026