多孔木炭固定化微生物对土壤中阿特拉津的吸附与降解研究

论文摘要

微生物固定化的应用目前已经成为众多学者普遍研究的热点,在工业、农业、医药、环境保护和能源开发等领域,都得到了广泛的应用,显示出广阔的发展前景。本论文是在分析我国土壤环境背景的基础上,开发出一种有机物污染土壤的清洁技术。采用木炭固定化微生物对土壤中阿特拉津的富集与降解试验,目的在于能够开发出一条提高土壤有机物降解效率的方法。主要内容如下:1.对采自农药厂蓄水池的污泥进行好氧驯化,分离筛选出以阿特拉津作为氮源生长的微生物。采用平板划线法分离,筛选出2株细菌,标记为7菌和32菌。2.对筛选出的7菌和32菌株进行生长特性研究,2株菌在12小时后均进入对数生长期,至36小时进入稳定期。对菌株最适生长条件研究表明,7菌和32菌的适宜生长pH值在8.0-9.0之间,即两株菌适宜在偏碱性的环境中生长,在偏酸性的条件下,菌株的生长受到抑制:温度对7菌生长量的影响不是特别明显,而32菌的最适生长温度在20-30℃之间,温度高于30℃时,菌的生长受到抑制。同时,对2株菌的生理生化性质进行了鉴定。3.用木炭对水体中的阿特拉津进行了吸附解吸试验研究,证明木炭对阿特拉津具有非常强的吸附持留能力。同时,将含碳量为2%和5%的红壤和砂浆黑土对不同浓度的阿特拉津溶液进行吸附试验,结果表明,添加木炭后土壤的吸附能力明显大于未添加木炭的土壤,说明木炭的多孔结构对土壤中的阿特拉津有明显的富集作用,且富集能力远远大于土壤。4.将固定化单一菌和混菌接种到阿特拉津含量为40 mg/kg的灭菌和未灭菌土壤中,30℃培养一周,结果表明,固定化菌的降解效果普遍高于游离菌,固定化菌对阿特拉津的降解率可以达到60%以上,而游离菌的降解效率只有35%左右。同时,灭菌对于固定化菌的降解效果影响较小,说明,固定化菌含有土著菌的自然土壤中,对阿特拉津的降解占有绝对优势,降解效果要明显好于土著菌。这为固定化微生物降解土壤中的有机物的实际应用提供了一定的实践依据。5.运用LC-MS对阿特拉津在土壤中的降解产物进行初步研究,结果表明,降解菌催化阿特拉津的降解主要是脱氯水解和脱烷基反应,产生的代谢产物分别是,2-羟基-4-乙氨基-6-异丙胺基-1,3,5-三嗪（HA）,2-氯-4-氨基-6-异丙胺基-1,3,5.三嗪（DEA）,2-氨基-4-羟基-6-乙氨基-1,3,5-三嗪和2-氨基-4-羟基-6-异丙胺基-1,3,5-三嗪。

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缩略语

文献综述

1 引言

2 材料与方法

2.1 药品试剂

2.2 仪器设备

2.3 阿特拉津及其降解产物的分析条件

2.3.1 阿特拉津标准溶液的配制（外标法）

2.3.2 标准曲线的绘制

2.3.3 AT的提取与测定

2.3.4 阿特拉津及其降解产物的分析测试条件

2.4 AT高效降解菌的筛选、鉴定与降解特性

2.4.1 培养基

2.4.2 菌种的驯化、分离、保藏与扩大培养

2.4.3 菌悬液的制备

2.4.4 AT高效降解菌的筛选

2.4.5 AT高效降解菌的鉴定

2.4.6 降解菌的生长曲线和AT的降解曲线

2.4.7 菌株最适生长条件的测定

2.4.8 微生物生长量的测定方法

2.5 木炭和土壤分别对AT的吸附与解吸作用

2.5.1 供试木炭及其理化性质

2.5.2 供试土壤及其理化性质

2.5.3 木炭对AT的吸附解吸

2.5.4 土壤对AT的吸附

2.5.5 添加不同比例木炭对土壤中AT吸附的影响

2.5.6 吸附率与解吸率的计算

2.6 固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解

2.6.1 固定化菌的制备

2.6.2 游离菌对土壤中AT的降解

2.6.3 固定化菌在土壤中对AT的降解

2.6.4 AT降解率的计算

3 结果与分析

3.1 AT的提取与测定

3.1.1 培养液中阿特拉津的提取

3.1.2 土壤中阿特拉津的提取

3.2 阿特拉津高效降解菌的筛选、鉴定与降解特性

3.2.1 阿特拉津高效降解菌的筛选

3.2.2 阿特拉津高效降解菌的鉴定

3.2.3 降解菌的生长曲线和降解曲线的测定

3.2.4 降解菌的最适生长条件的测定

3.3 木炭和土壤对AT的吸附解吸

3.3.1 木炭对AT的吸附解吸

3.3.2 添加木炭对AT在土壤中吸附-解吸的影响

3.4 固定化菌对土壤中阿特拉津的降解

3.4.1 木炭固定化菌的影响因子

3.4.2 游离菌对土壤中AT的降解

3.4.3 固定化菌对土壤中AT的降解

3.4.4 混菌对土壤中AT的降解

3.5 土壤中AT的微生物降解产物

4 讨论

5 结论

参考文献

致谢

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附录

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