铜绿假单胞菌还原Cr（Ⅵ）和降解苯酚的实验研究

时间:2017-11-08 01:34 作者: 点击:次

铬及其化合物在工业中被广泛使用,导致大量含铬废水、废渣产生,对环境造成严重污染。在铬污染治理中,将毒性极强的Cr(Ⅵ)还原为毒性较小的Cr(Ⅲ)是减少铬污染危害的关键。自然界中许多菌种具有还原Cr(Ⅵ)的能力,因而用微生物法治理铬污染已受到人们的广泛认可。但在以往的研究当中,大多需要外加碳源,比如苹果酸、葡萄糖等。事实上,在Cr(Ⅵ)污染的水体中存在大量的有机污染物,如苯酚、萘和三氯乙烯,其中,苯酚最为常见。而苯酚在降解的过程中会产生有机酸这一中间产物,有机酸可以被一些微生物作为还原Cr(Ⅵ)的碳源。本文利用苯酚作为碳源,对铜绿假单胞菌同时还原Cr(Ⅵ)和降解苯酚的可能性进行了研究。在以苯酚为碳源的情况下,研究铜绿假单胞菌还原Cr(Ⅵ)是通过菌体本身的作用还是通过其代谢产物完成的以及对铜绿假单胞菌还原Cr(Ⅵ)的影响因素如Cr(Ⅵ)初始浓度、苯酚初始浓度及菌液接种量等进行了研究。结果表明,在铜绿假单胞菌具有活性的前提下,该菌种可以有效还原Cr(Ⅵ)和降解苯酚；培养后的菌体比培养状态下的菌体对Cr(Ⅵ)的还原效率低很多；Cr(Ⅵ)的初始浓度不仅对自身的还原有一定的影响,而且对苯酚的降解也有很大的影响。Cr(Ⅵ)还原率和苯酚的降解率都随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增加而减小。当Cr(Ⅵ)浓度超过20mg/L时,Cr(Ⅵ)将会限制自身的还原和苯酚的降解。Cr(Ⅵ)浓度为20mg/L时,Cr(Ⅵ)还原速率达到最大,高于20mg/L Cr(Ⅵ)的还原速率将会迅速减小,而苯酚的降解速率则是随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增加而减小的。苯酚初始浓度的变化也会对Cr(Ⅵ)还原和苯酚降解产生影响,当苯酚浓度低于100mg/L时,苯酚的加入会促进Cr(Ⅵ)的还原,Cr(Ⅵ)的还原速率在苯酚浓度为100mg/L时达到最大,同时,苯酚的降解速率也达到最大。在菌液接种量为0.5%-5%范围内,接种量越多,Cr(Ⅵ)还原和苯酚降解越快。对细胞生长与Cr(Ⅵ)还原和苯酚降解的关系进行考察,发现二者紧密相关。溶液中细胞量较多时,Cr(Ⅵ)还原和苯酚降解速率较快。Cr(Ⅵ)还原和苯酚降解二者之间有很好的相关性,相关系数在0.939和0.976范围内。对Cr(Ⅵ)还原和苯酚降解之后的产物进行分析,结果表明,Cr(Ⅲ)是Cr(Ⅵ)还原后的主要产物,苯酚降解过程中,可以检测到有机酸,当苯酚被降解完毕后,总有机酸的含量与总有机碳的含量几乎相等,总有机酸被铜绿假单胞菌用作还原Cr(Ⅵ)的碳源,从而也促进了苯酚的降解。
铜绿假单胞菌 Cr(Ⅵ) 苯酚 Cr(Ⅲ)
摘要5-6
Abstract6-8
目录8-10
插图索引10-11
附表索引11-12
第1章 绪论12-29
1.1 重金属污染概况12
1.2 铬的环境污染12-27
1.2.1 铬污染现状13-16
1.2.2 含铬废水的传统处理方法16-18
1.2.3 含铬废水的生物处理方法18-21
1.2.4 微生物还原Cr(Ⅵ)的研究进展21-27
1.3 本课题的提出与研究内容27-29
第2章 铜绿假单胞菌培养及课题研究思路29-33
2.1 铜绿假单胞菌的特性29
2.2 铜绿假单胞菌的培养29-30
2.2.1 实验所用菌种来源29
2.2.2 培养菌种所用主要试剂及仪器29
2.2.3 培养基的制备29-30
2.2.4 菌悬液的制备30
2.2.5 菌种的驯化30
2.3 研究思路30-33
2.3.1 立题依据30
2.3.2 研究目标30-31
2.3.3 研究方法31
2.3.4 技术路线31-33
第3章 铜绿假单胞菌还原Cr(Ⅵ)和降解苯酚的实验研究33-52
3.1 引言33
3.2 实验材料及方法33-37
3.2.1 实验材料33-34
3.2.2 实验方法34-36
3.2.3 测定方法36-37
3.3 结果与讨论37-52
3.3.1 生长菌体还原Cr(Ⅵ)和降解苯酚的实验37-38
3.3.2 完整菌体细胞和菌体培养代谢液对Cr(Ⅵ)的还原和苯酚的降解38-40
3.3.3 Cr(Ⅵ)初始浓度对Cr(Ⅵ)还原和苯酚降解的影响40-43
3.3.4 苯酚初始浓度对Cr(Ⅵ)还原和苯酚降解的影响43-46
3.3.5 菌液接种量对Cr(Ⅵ)还原和苯酚降解的影响46-48