吲哚醌和邻氨基苯甲酸降解菌株的选育及降解性能研究

吲哚醌和邻氨基苯甲酸降解菌株的选育及降解性能研究

论文摘要

牛仔是人们日常中很常见的一类服装,牛仔布的主要染料是靛蓝,所以牛仔印染废水中含有大量的靛蓝。靛蓝是一种可生化性很差的物质,很难被生物利用降解。利用漆酶将靛蓝转化为生化性较强的吲哚醌和邻氨基苯甲酸,再利用微生物将吲哚醌和邻氨基苯甲酸降解,从而达到处理靛蓝印染废水的目的。本研究从吲哚醌浑浊液中以及牛仔印染污泥筛选出两株能高效降解吲哚醌和邻氨基苯甲酸的菌株:F2和N4。经过对其形态特征、生理生化特征以及16SrRNA基因序列的分析鉴定F2为紫金牛叶杆菌phyllobacterium myrsinacearum,N4为木糖氧化无色杆菌Achromobacter xylosoxidans。对N4以及F2对邻氨基苯甲酸和吲哚醌的降解条件进行优化,具体研究了不同温度、不同溶解氧、不同浓度、不同起始ph以及不同培养基对降解结果的影响,同时对两个菌株的广谱性也有初步的探索,对下一步的实验有一定的参考性。F2的最佳降解条件,温度适宜范围为25℃~35℃;180rpm,5%接种量,30℃条件下,对50mg·L-1和75 mg·L-1的吲哚醌溶液8h的降解率为84.99%和70.49%,16h内达到完全降解;对100mg·L-1、150mg·L-1、200mg·L-1、300mg·L-1、400mg·L-1、500mg·L-1的吲哚醌溶液24h的降解率分别为93.37%、87.90%、82.92%、57.99%、45.16%、44.27%,分别于32h、32h、48h、48h、72h和120h内完全降解;F2菌株可以再ph值3与10之间时可以有效的降解吲哚醌。N4对邻氨基苯甲酸的最佳降解条件,温度适宜范围为25℃~35℃;180rpm,5%接种量,30℃条件下,50 mg/L、75 mg/L、100 mg/L的邻氨基苯甲酸水溶液24h的降解率分别为94.05%、95.06%、96.27%,对150 mg/L的邻氨基苯甲酸水溶液32h的降解率为93%;对200 mg/L的邻氨基苯甲酸水溶液1d的降解率为4.64%,2d的降解率为97.92%;对300 mg/L、400 mg/L的邻氨基苯甲酸水溶液前3d未见降解,在第4d很快的完全降解;对500 mg/L的邻氨基苯甲酸水溶液,则前4d未见降解,而在第5d迅速的完全降解。ph值在3与10之间时N4可以降解邻氨基苯甲酸,且在最低盐浓度培养基体系下的实验结果与在水溶液体系下的效果相同。该菌株可用于生物法处理靛蓝经漆酶脱色后的印染废水。N4对吲哚醌的最佳降解条件,温度适宜范围为25℃~35℃;180rpm,5%接种量,30℃条件下,50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L的吲哚醌分别在16h、24h、24h、36h、36h、72h、84h内达到完全降解:同时生成的新物质分别在16h、24h、24h、24h、36h、48h、60h达到最高,而后分别于32h、56h、56h、60h、72h、96h、96h低于实验起始含量。在吲哚醌溶液ph1、ph2、ph11、ph12条件下,N4菌株不能生长,无法降解吲哚醌;在ph3、ph4条件下降解缓慢;在ph5—ph10条件下可以完全降解吲哚醌,说明该菌对酸碱的适应能力很强。并且N4可以同时降解邻氨基苯甲酸和吲哚醌,可用于靛蓝污水处理。F2菌株对对苯酚的降解率在十天内可达到67%,N4菌株对苯酚十天内的降解率为12%,两个菌株对其他多杂环化合物的降解研究可作为下一步实验的重点。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 引言
  • 1 文献综述
  • 1.1 印染废水的生物处理研究进展
  • 1.1.1 印染废水的基本特点
  • 1.1.2 印染废水的处理方法
  • 1.1.3 印染废水的生物处理研究现状
  • 1.2 靛蓝染料的生物处理研究进展
  • 1.2.1 靛蓝污水的特点
  • 1.2.2 靛蓝污水的处理现状
  • 1.3 漆酶对靛蓝的脱色机理及特性
  • 1.3.1 漆酶脱色机理
  • 1.3.2 漆酶脱色的特性
  • 1.3.3 靛蓝脱色产物的确定
  • 1.4 多杂环化合物的处理研究
  • 1.4.1 多杂环化合物的特点
  • 1.4.2 多杂环化合物的处理现状
  • 1.5 本研究的目的和意义
  • 2 降解吲哚醌菌株F2的分离鉴定及特性
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 样品来源
  • 2.1.2 培养基
  • 2.1.3 主要仪器设备
  • 2.2 试验方法
  • 2.3 结果与分析
  • 2.3.1 菌种的分离及鉴定
  • 2.3.2 菌的生理生化实验结果
  • 2.3.3 F2菌株在吲哚醌溶液中的生长及对吲哚醌的降解
  • 2.3.4 不同条件对F2降解吲哚醌的影响
  • 2.3.5 F2菌株对其他杂环化合物的降解
  • 2.3.6 降解原理初探
  • 2.4 本章小结
  • 3 降解邻氨基苯甲酸菌株N4的分离鉴定及特性
  • 3.1 实验材料
  • 3.1.1 样品来源
  • 3.1.2 培养基
  • 3.1.3 主要仪器设备
  • 3.2 试验方法
  • 3.3 结果与分析
  • 3.3.1 菌种的分离及鉴定
  • 3.3.2 菌的生理生化实验结果
  • 3.3.3 N4菌株在邻氨基苯甲酸溶液中的生长及对邻氨基苯甲酸的降解
  • 3.3.4 不同条件对N4降解邻氨基苯甲酸的影响
  • 3.3.5 N4菌株对其他杂环化合物的降解
  • 3.3.6 降解原理
  • 3.4 本章小结
  • 4 N4菌株对吲哚醌的降解
  • 4.1 实验材料
  • 4.1.1 培养基
  • 4.1.2 主要仪器设备
  • 4.2 试验方法
  • 4.3 结果分析
  • 4.3.1 N4菌株在吲哚醌溶液中的生长及对吲哚醌的降解
  • 4.3.2 不同条件对N4降解吲哚醌的影响
  • 4.4 本章小结
  • 5 结论与展望
  • 5.1 结论
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表论文
  • 相关论文文献

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