苯并[a]芘好氧降解菌Acinetobacter XS-4的分离筛选、降解性能及机理研究

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guanjianjun1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarobons,PAHs)分布广,来源多且具有致癌性,目前已成为工业、食品和环境等多个领域所制订的标准中受浓度限制的一类持久性有机污染物。苯并[a]芘(Benzo[a]pyrene,BaP)作为PAHs中具有代表性的强致癌性物质,由于其复杂的化学结构和生物利用性低等特性,难以被微生物降解。目前,关于BaP降解功能微生物报道较少,且BaP降解效率有待提高。因此,为丰富BaP微生物降解体系,寻求高效降解功能微生物成为PAHs污染治理的重要途径。本研究以BaP为唯一碳源,对贵州某焦化厂的焦化废水中微生物进行驯化,筛选出BaP降解菌,使用响应面法确定降解菌最佳降解条件,利用基因组测序和GC-MS技术探讨微生物降解BaP的降解机理,并推测其降解途径。最后,使用固定化微生物技术对含BaP的模拟废水和实际焦化废水进行降解菌的实际应用初探。以期为BaP污染微生物修复体系的建立和生物修复技术的应用提供一定的理论依据。主要研究结果如下:(1)BaP好氧降解菌的筛选及鉴定以BaP为唯一碳源,逐步提高浓度,成功筛选出7株具有降解BaP能力的降解菌(XS-1~XS-7),隶属于Paenarthrobacter、假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)以及微杆菌属(Microbacterium)。对7株降解菌进行降解能力测定,其中菌株XS-4的降解能力最强,7d内对BaP的降解率可达53.84%,故选择菌株XS-4展开后续研究。菌株XS-4属于革兰氏阴性菌,呈淡白色,短杆状,长约1μm,宽约0.5~0.7μm。菌种鉴定表明菌株XS-4为变形菌门、γ-变形菌纲、假胞单菌目、莫拉氏菌科、不动杆菌属下的新种。(2)菌株XS-4降解BaP的参数优化Plackett-Burman试验证明pH、底物浓度和温度为菌株XS-4降解BaP的显著影响因子。Box-Behnken试验结果表明pH和底物浓度交互作用最强,对BaP降解效率影响显著。通过Design Expert8.0对响应面模型进行预测分析,优化后的降解条件为:pH为8,底物浓度为10μg/mL,温度为25℃,BaP降解率为62.73%,比未优化前提高16.51%。(3)菌株XS-4对BaP的降解途径解析菌株XS-4存在较为丰富的降解芳烃类物质的基因。通过KEGG注释分析表明,菌株XS-4参与了多条代谢途径,如苯甲酸盐降解(ko00362)和多环芳烃降解(ko00624)等,并识别到了水杨酸羟化酶、原儿茶酸3,4-双加氧酶(β亚基)和原儿茶酸3,4-双加氧酶(α亚基)。GC-MS分析表明,降解产物中存在苯甲酸、水杨酸和邻苯二甲酸等衍生物。结合基因组分析结果,推断菌株XS-4降解BaP的生物过程中同时存在水杨酸途径和邻苯二甲酸途径。(4)BaP降解菌株的固定及降解焦化废水的应用初探在10%聚乙烯醇(PVA)+0.5%海藻酸钠(SA)条件下制作的固定化小球外观质地均匀,表面疏松多孔,可为微生物吸附及生长提供适宜的生长环境。向废水中直接投加菌株XS-4的固定化菌剂比游离菌更有优势,7d后,固定化XS-4小球对模拟废水和焦化废水中BaP去除率分别为62.36%和71.55%。固定化小球以吸附和微生物利用作用共同去除焦化废水中的BaP。
其他文献
贵州省黔西南地区的汞铊矿区废弃物堆场具有养分含量低、呈较强酸性并富含Tl、Hg、As和Sb等多种有毒元素的特征,目前,研究表明,该汞铊矿区废弃物中大量金属硫化物长期裸露堆存,经自然风化以及降雨冲刷淋洗,使得Tl、Hg、As和Sb等重金属持续释放并迁移进入周边土壤、河流和农作物而引起环境污染和居民健康风险。因此,开展汞铊矿区废弃物污染释放的源头控制与生态修复研究对改善汞铊矿区废弃物堆场的生态环境质量
学位
河流生态系统是内陆水体的重要组成部分,连接陆地生态系统和海洋生态系统两大碳库,在全球和区域碳循环中起到关键性作用。河流输运陆地碳源到海洋生态系统时,大部分碳未能到达海洋,流失的碳主要被固定、存储和以CO2形式释放。煤矿开采过程常会排出大量的酸性矿山废水(Acid Mine Draige,AMD),AMD排放会导致受纳水体p H值降低和溶解性无机碳(Dissolved Inorganic Carbo
学位
近年来,中国经济在经济全球化的冲击下开始呈现出金融化的趋势,其中一个重要表现就是实体企业金融化。受到金融市场高额回报的吸引,越来越多的实体企业开始热衷于持有各类金融资产、从事各种金融投机活动。与此同时,除了实体企业金融化程度不断加深的现象外,虽然中国自改革开放以来经济实现了高速增长,但是要素收入分配朝着不利于提高劳动者收入的方向转变,收入分配问题不容乐观。本文依托股东价值最大化理论、融资约束理论和
学位
畜禽养殖业的迅速发展势必会伴随着畜禽废弃物的大量产生。由于无法得到妥善处理,畜禽粪污已对生态环境造成了严重威胁。另一方面,抗生素在畜禽养殖业中的大量使用导致了其在畜禽粪污中具有较高的残留浓度。伴随着畜禽粪污的还田利用,其残留的抗生素严重威胁着生态环境以及作物安全。作为一种重要的畜禽粪污无害化与资源化的处理方式,厌氧消化技术可以获得清洁能源,其产生沼液和沼渣在经过后处理后还可用作肥料进行还田,同时还
学位
自抗生素发明以来其在人类医疗和畜禽疾病防治及促进生长方面广泛应用,但是由于抗生素的大量不合理使用引起的环境细菌耐药性已经成为全球密切关注的问题,研究表明河流生态系统是抗生素和抗生素抗性基因(antibiotics resistance gene,ARGs)的主要蓄集场所。赤水河作为长江上游生态屏障和珍稀水生生物的重要栖息地,其水环境质量和水生态安全不仅关系着当地的社会经济发展,也会对长江中下游地区
学位
2013年常备借贷便利(SLF)工具的创设,标志着我国利率走廊模式探索的开端。2015年年底央行大幅下调SLF利率,意味利率走廊模式在我国初步建立。时至今日,利率走廊模式已取得初步成效,与此同时我国央行也并未放弃传统的公开市场操作模式。自2016年起,央行开始进行逆回购常态化操作,向公众释放稳定预期。2017年央行首次提出“双支柱”调控框架,公开市场操作再次受到学术界关注。从长远看,纯利率走廊模式
学位
充足的现金流对于一个企业甚至行业都是至关重要的,IPO和再融资是股票市场上最主要的两种融资方式,公司进行IPO上市后,对于好的项目会进行股权再融资,主要包括配股、增发和发行可转换债等方式。根据目前我国上市公司的再融资现状来看,大部分企业在上市之后更加偏好于进行股权再融资,目前的研究背景主要集中在对股权再融资的股票价格、收益的探讨上,而对于收益的二阶矩——收益波动率的研究并不多;另外我国股票市场上非
学位
2008年国际金融危机爆发后,防范和化解系统性风险逐渐成为金融宏观领域的核心问题。现实中,金融与实体经济之间的交互影响广泛且深远,金融风险极易扩散至实体行业,严重威胁到国民经济的平稳运行;实体经济引发的风险也可进一步溢出至金融业,对金融系统的稳定带来不利影响。在此背景下,一系列经济金融问题不断显现,并将演化为金融业和实体行业的风险共振,致使诱发系统性风险的可能性持续上升。因此,对中国金融业和实体行
学位
污泥基吸附剂由于其具有回收利用和来源范围广、成本低等特点被广泛应用于各类污水的治理。砷和铅是在水溶液中分别以阴离子和阳离子形式存在的典型类金属和重金属,他们的毒性往往高于一些其他金属元素,且随着目前煤矿、铅锌矿的开采,会造成一系列环境问题。因此,本研究结合酸性矿山废水(AMD)污泥具有大量Fe、Ca和Mn基矿物、高比表面积和多吸附位点等特点,采用物理改性法将AMD污泥还原制备得到含金属氧化物和金属
学位
汇率传递指的是汇率波动对价格水平的影响程度。一般来说本币升值会引起进口价格水平的下降,并且汇率波动传递到进口价格是不完全的。近些年来我国的经济环境不断地变化:2005年和2015年的两次汇率制度改革引发了人民币汇率在波动幅度上的变化;离岸人民币市场平稳快速地发展,人民币的国际化程度越来越高;利率的市场化改革致使资本市场的不确定性增加。在新的经济环境下,人民币对美元汇率由单边升值变为双向波动的新常态
学位