【摘 要】
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硝基苯是一种常见并被广泛应用于橡胶、炸药、除草剂、杀虫剂、染料及医药合成的化工原料,但其对于人体具有高毒性。我国化工产业对硝基苯的需求量越来越大,其排放量也随之增加,对自然环境造成了严重的持久性污染。目前,硝基苯的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。其中,生物法具有成本低、绿色环保、处理彻底、生态恢复性好的优点,这使其成为处理硝基苯废水的理想方法。但考虑到污染场地的环境条件极其复杂,使降解菌株难
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硝基苯是一种常见并被广泛应用于橡胶、炸药、除草剂、杀虫剂、染料及医药合成的化工原料,但其对于人体具有高毒性。我国化工产业对硝基苯的需求量越来越大,其排放量也随之增加,对自然环境造成了严重的持久性污染。目前,硝基苯的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。其中,生物法具有成本低、绿色环保、处理彻底、生态恢复性好的优点,这使其成为处理硝基苯废水的理想方法。但考虑到污染场地的环境条件极其复杂,使降解菌株难以存活并发挥作用,而我国北方气温低的特点也增大了生物法应用的困难。因此,筛选驯化得到一株耐低温、具有广泛适应性的高效硝基苯降解菌株时应用生物法的前提。本研究从吉化硝基苯泄露场地的地下水中筛选出了一株耐低温的高效硝基苯降解菌NB-1,并对其进行了形态表征和16sr RNA比对分析,鉴定该菌为Pseudomonas frederiksbergensis。对菌株NB-1的生长和降解特性进行了探究,结果表明,该菌不但耐低温（4℃）、同时具有耐碱性（p H 11）、耐盐性（2.5%）、高浓度硝基苯耐受性（1200 mg/L）、宽底物生长谱的优点。其最适降解环境为:温度15～25℃之间,p H=7.0,盐度0.3%～0.5%之间,摇床振荡速度120 rpm。菌株NB-1在25℃,p H=7.0,盐度为0.3%,接种量为1%,转速为120 rpm的条件下降解初始浓度为100 mg/L的硝基苯,14 h硝基苯降解率可达99.99%,16 h后TOC去除率达到91.97%,24 h后近乎完全矿化。在最优条件下研究了菌株NB-1的生长动力学,Haldane-Andrews模型具有最优的拟合度。该模型各项系数为:μm=4.9197 h-1,Ks=10.51 L/（mg·h）,Ki=802.9mg/L。基于Haldane-Andrews模型,利用响应面分析法（RSM）分别以真实最大比增长速率（μm’）,比亲和度（a A）和抑制系数（Ki）为响应值构建模型。每个模型在统计学上都被认为是可靠的。各项系数的EMR值与响应面图表明各模型之间存在较大差异,不同因素与因素间交互作用对不同响应值的影响大不相同。通过不同条件下μ-S关系的模拟可知,当初始硝基苯浓度小于20.33 mg/L,a A对菌株NB-1的生长起决定性作用,此时菌株NB-1最适环境为:温度=24.67℃,p H=7.30,盐度=0.53%;当初始硝基苯浓度大于20.33 mg/L,μm’对菌株NB-1的生长起决定性作用,此时菌株NB-1最适环境为:温度=25.00℃,p H=7.59,盐度=0.25%。以μm’,a A,Ki作为指标判断菌株NB-1处理不同浓度硝基苯时的最佳环境条件,这为优化处理过程提供了更有针对性的指导。对硝基苯降解菌的筛选、降解特性生长动力学的探究为菌株NB-1在实际工程中的应用提供了理论依据和技术支持。
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