论文部分内容阅读
环境雌激素是一类具有激素效应的污染物,在水体中的浓度大于1 ng/L时就会对生物的生长造成影响。雌二醇是雌激素中活性强度较高的一种污染物。进入自然环境中的雌二醇主要由吸附和微生物降解两种方式进行衰减。本文结合沈阳某高氨氮,高雌二醇含量的畜禽养殖场污染场地的特点,研究了胶体对雌二醇的吸附行为;具有高效降解能力的戈登氏菌株R9对雌二醇的降解机理以及胶体吸附对微生物降解的影响。研究结果如下:(1)本文成功的制备了土壤胶体并结合畜禽养殖场污染场地的特点,对雌二醇进行吸附机理的研究,结果表明胶体对雌二醇的吸附动力学符合假二级反应动力学方程,影响雌二醇吸附在胶体上的限速步骤为内部颗粒扩散阶段,该反应为自发放热反应,随着离子强度的增加,胶体对雌二醇的吸附作用增强,吸附量也会随之增加,该吸附方程与Langmuir吸附等温线相符合。选取了胶体浊度,温度,pH值,离子强度四个因素对胶体吸附雌二醇做了响应曲面分析,结果表明,雌二醇在胶体浊度为20 NTU,pH值为5.5,温度4℃,离子强度0.01 mol/L时对雌二醇的吸附效果最好,吸附量为191.94 mg/g。(2)通过对戈登氏菌株R9降解性能的研究可知其具有对pH,温度,底物浓度适应范围广的特点,对其全基因组测试分析可知,戈登氏菌R9株基因组成环,1条Scaffold,共有6,033,879 bp,GC含量为66.90%,共编码了5,613个基因。通过对其全基因组分析,获得了完整的固醇降解途径,以及50个参与固醇激素降解相关的基因,并推测了雌二醇的降解途径。从戈登氏菌R9体内成功扩增到了9个参与雌激素降解的基因,并成功表达与纯化到了四环素启动子蛋白,3 beta-脱氢酶蛋白,3-酮甾醇-1-脱氢酶蛋白,酰基脱氢酶蛋白。(3)胶体对雌二醇的吸附作用会影响雌二醇向微生物的传质过程,从而影响微生物的降解速率,本研究分别对微生物-雌二醇和胶体-微生物-雌二醇体系进行实验,胶体的存在会使雌二醇的降解速率减慢,在无胶体存在的条件下,微生物需要24 h即可降解92%,而在有胶体的条件下,微生物需要120 h才可以降解90%以上。研究表明,胶体-微生物-雌二醇体系和微生物-雌二醇中雌二醇的降解动力学均符合双指数衰减动力学方程,通过比较其衰减常数可知,主要限制雌二醇降解的阶段为快速衰减阶段。