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联苯、吡啶降解菌的筛选及降解研究

张梦思  
【摘要】:为探讨生物强化技术去除焦化废水中的难降解有机污染物,选取联苯、吡啶作为模型污染物,从武钢焦化废水和焦化废水的处理系统中取样,利用无机盐选择培养和富集培养相结合的方法进行反复培养和筛菌,最后得到6株能以联苯作为唯一碳源的高效联苯降解菌和4株能以吡啶作为唯一碳氮源的高效吡啶降解菌,通过逐渐提高底物浓度的方法对菌株进行驯化。驯化后菌株的降解效率和耐受底物能力都得到了提高,联苯、吡啶降解菌在3天内对联苯、吡啶的最高降解率均可达到96%以上,联苯降解菌对联苯的最高耐受质量浓度可达1.6g/L,而吡啶降解菌对吡啶的最高耐受质量浓度也可达1.4g/L。根据降解效率的高低和对底物的耐受能力,从联苯降解菌和吡啶降解菌中各挑选一株降解率和底物耐受能力最高的菌,即联苯降解菌WIS-01和吡啶降解菌BD4作为优势降解菌株,经16S rDNA测序及生理生化特征确定WIS-01为假单胞菌属,BD4为河生肠杆菌属。 从影响微生物降解的因素入手,分析了温度、pH值、培养转速和接种量对联苯、吡啶生物降解的影响,并得出了适宜微生物降解的条件:①联苯降解菌WIS-01降解联苯的适宜条件为30-35℃、pH=5-7、培养转速150-200 rpm、2%-4%的接种量,0.5g/L-1.5g/L的底物浓度;②吡啶降解菌BD4降解吡啶的适宜条件为30-40℃、pH=7-9、培养转速150-175 rpm、2%-6%的接种量,0.5g/L-1.0g/L的吡啶浓度。随后分析了联苯、吡啶、苯酚共基质条件下,WIS-01、BD4对联苯、吡啶和苯酚的降解情况,并进一步分析了其降解动力学。 最后对微生物降解的降解机理进行了初步探究,通过GC-MS测定其降解过程中的中间代谢产物,经结果分析推断联苯的降解途径为:首先在2,3位置发生羟基取代反应,被降解为2,3-二羟基联苯,随后该降解产物被分解为黄色开环化合物HOPDA,接着该黄色开环化合物被降解为苯甲酸,进一步被降解菌利用。而吡啶开环后,其中的N原子主要以铵根离子的形式被利用。


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