苯并芘污染土壤的微生物效应及其降解菌特性的研究

论文摘要

随着人类社会的发展，人口不断增加，消费的能源和物质不断增加，且工业生产的规模不断扩大，且大部分地区生产生活水平落后，能源利用率低，这样在生产生活的过程产生了大量废物，而且由于当前大部分的目光主要集中在如何提高社会发展的水平，忽略了这些生活生产废物将会给人类的生产生活带来何种危害。以焦化生产为例，在生产过程中产生的废气、废水和固体废料中含有大量的多环芳香烃，而且由于多环芳香烃自身的物理化学性质，极易在环境中富集，且多环芳香烃会造成细胞突变、抑制微生物生长等危害，所以多环芳香烃已经成为环境中一个重要的污染物。而本文的研究对象之所以为苯并芘，是由于它的致癌性最强。本文研究了几种重要环境污染物对土壤微生物的影响，筛选出四株苯并芘高效降解菌，并对其降解特性进行了分析。主要结果如下：（1）采用微生物平板计数法研究了不同的环境污染物对土壤中微生物数量的影响，通过分析30d和60d的土壤微生物数量后，得出苯并芘对土壤微生物的抑制作用最持久。（2）以苯并芘为唯一碳源筛选出了18株降解菌，并且观察了降解菌的菌落形态、细胞形态、16S rDNA序列，并且测定了18株降解菌对苯并芘的降解率。（3）对四株降解能力较高的菌株进行了16S rDNA序列和系统发育学分析，生理生化实验，经菌落形态、细胞形态、16S rDNA测序，生理生化鉴定，分别鉴定为：SL-1属于假单胞菌属（Pseudomonas sp．），SL-2属于苍白杆菌属（Ochrobactrum sp．），SL-4属于短波单胞属（Brevundimonas sp．），SL-10属于假黄色单胞菌属（Pseudoxanthomonas sp．）。测定了以苯并芘为唯一碳源的降解菌的生长曲线、苯并芘降解率的变化曲线、外源物质对降解率的影响。（4）应用SPSS软件设计正交试验分析5因素4水平对降解菌的生长影响，选出降解菌最优培养条件：SL-1的最佳培养条件为牛肉膏、NH4NO3、pH8．5、转速200 r／min、温度25℃；SL-2的最佳培养条件为牛肉膏、蛋白胨、pH7．5、转速200 r／min、温度15℃；SL-4的最佳培养条件为麦芽糖、（NH4）2SO4、pH6．5、转速225 r／min、温度35℃；SL-10的最佳培养条件为牛肉膏、蛋白胨、pH6．5、转速225 r／min、温度35℃。（5）土壤生物修复试验结果为：SL-1的降解率为：76．3％；SL-2的降解率为：86．1％；SL-4的降解率为：85．7％；SL-10的降解率为：35．6％；

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 苯并芘的性质
• 1.2 苯并芘对环境的污染
• 1.2.1 土壤中苯并芘的污染
• 1.2.2 空气中苯并芘的污染
• 1.2.3 水体中苯并芘的污染
• 1.2.4 食品中苯并芘的污染
• 1.3 苯并芘的环境质量标准与污染排放标准
• 1.4 苯并芘的致癌机理
• 1.5 苯并芘的生物降解
• 1.5.1 苯并芘的动物降解
• 1.5.2 苯并芘的微生物降解
• 1.5.3 苯并芘的植物降解
• 1.6 研究目的
• 2 技术路线与研究方法
• 2.1 技术路线
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 土壤微生物数量的测定
• 2.2.2 苯并芘降解菌的富集、筛选与鉴定
• 2.2.2.1 苯并芘降解菌的富集和筛选方法
• 2.2.2.2 苯并芘降解菌的鉴定方法
• 2.2.3 苯并芘标准曲线的测定方法
• 2.2.4 苯并芘高效降解菌降解特性研究
• 2.2.4.1 菌悬液的制备
• 2.2.4.2 菌株对苯并芘的降解率变化曲线以及生长曲线变化的测定
• 2.2.4.3 影响因子对苯并芘降解率的影响
• 2.2.4.4 菌数的测定
• 2.2.4.5 苯并芘降解率的测定
• 2.2.5 高效降解菌培养条件优化
• 2.2.6 苯并芘污染土壤的生物修复实验
• 2.2.6.1 土样处理
• 2.2.6.2 土壤中苯并芘残留量的测定方法
• 3 结果与分析
• 3.1 苯并芘等几种重要污染物对土壤微生物数量的影响
• 3.1.1 30天的影响分析
• 3.1.1.1 T-检验结果
• 3.1.1.2 方差分析结果
• 3.1.2 60天的影响分析
• 3.1.2.1 T-检验结果
• 3.1.2.2 方差分析结果
• 3.2 苯并芘标准曲线的测定
• 3.3 苯并芘降解菌的富集和筛选
• 3.4 高效降解菌的分类鉴定及降解特性研究
• 3.4.1 SL-1的分类鉴定及降解特性研究
• 3.4.1.1 16S rDNA序列
• 3.4.1.2 生理生化实验
• 3.4.1.3 分类地位
• 3.4.1.4 10天内生长曲线与苯并芘降解率的变化曲线
• 3.4.1.5 降解影响因子实验
• 3.4.2 SL-2的分类鉴定及降解特性研究
• 3.4.2.1 16S rDNA序列
• 3.4.2.2 生理生化实验
• 3.4.2.3 分类地位
• 3.4.2.4 10天内生长曲线与苯并芘降解率的变化曲线
• 3.4.2.5 降解影响因子实验
• 3.4.3 SL-4的分类鉴定及降解特性研究
• 3.4.3.1 16S rDNA序列
• 3.4.3.2 生理生化实验
• 3.4.3.3 分类地位
• 3.4.3.4 10天内生长曲线与苯并芘降解率的变化曲线
• 3.4.3.5 降解影响因子实验
• 3.4.4 SL-10的分类鉴定及降解特性研究
• 3.4.4.1 16S rDNA序列
• 3.4.4.2 生理生化实验
• 3.4.4.3 分类地位
• 3.4.4.4 10天内生长曲线与苯并芘降解率的变化曲线
• 3.4.4.5 降解影响因子实验
• 3.5 高效降解菌培养条件优化
• 3.5.1 培养条件
• 3.5.2 SL-1培养条件优化
• 3.5.3 SL-2培养条件优化
• 3.5.4 SL-4培养条件优化
• 3.5.5 SL-10培养条件优化
• 3.6 苯并芘污染土壤的生物修复实验
• 4 结论
• 5 讨论
• 参考文献
• 致谢