一株耐低温硝基苯降解菌的降解特性研究

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硝基苯(nitrobenzene,简称NB)是重要的基础化工原料之一,具有稳定化学性质和高毒性并且易在生物体内积累,属“三致”物质。硝基苯的需求量随着化学工业的发展明显上升,其大量排放已造成严重的环境污染问题。目前对于硝基苯的处理方法主要有物理、化学和生物方法,但生物处理法以其低耗、操作简单及无二次污染等优点被认为是处理硝基苯废水的理想方法。近些年来微生物降解在修复污染环境和一些治理特种废水等方面均显现出了明显的优势,在硝基苯废水的处理问题上得到许多成功经验,因此,培养分离出能够有效的降解硝基苯的菌种,并将其应用到实际的含硝基苯废水处理中将具有非常重要的意义。本文将实验室低温保存的一株耐低温硝基苯降解菌株cc-2进行再驯化,考查了不同硝基苯浓度下菌株的生长和降解情况,经驯化后的菌株降解效果依然良好,并且绘制了生长曲线。对菌株进行生理生化反应和16SrDNA测序分析,经鉴定菌株cc-2为鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)。考查了菌株的降解特性,结果表明,菌株生长和降解的最适温度为15℃,最适pH值为7,最适摇床转速为140r/min,最佳接种量为10%。当硝基苯初始浓度小于100mg/L时,菌株48h的降解率可以达到85%以上,在硝基苯初始浓度为200mg/L时,48h的降解率降为60.53%。菌株对硝基苯的最高耐受浓度为400mg/L。同时初步探讨了菌株降解硝基苯的途径,由于其降解过程中检测出NH4+而未检测出NO2-,推断为好氧部分还原途径。研究了颗粒活性炭固定菌株cc-2对硝基苯的降解情况。考查了活性炭对硝基苯的吸附等温线,符合Freulndlich经验公式,同时探究其最佳投加量为5mg/mL。较单纯微生物降解来说,在温度为15℃,pH为7,摇床转速140r/min的条件下,生物活性炭降解硝基苯初始浓度为200mg/L的时间大大缩短,84h可基本完全去除400mg/L的硝基苯,且由于微生物作用活性炭得到再生。在最适的生长条件下,对菌株进行了降解动力学研究。结果表明,当硝基苯初始浓度低于100mg/L时,菌株对硝基苯的降解符合零级反应动力学,相关系数为0.981-0.995。硝基苯初始浓度大于100mg/L时,采用Andrews抑制方程-非竞争性底物抑制模型进行拟合,模型参数分别为μmax=2.059/h,KS=54.682mg/L,Ki=64.138mg/L。
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