黄孢原毛平革菌对磺胺-5-甲氧嘧啶钠降解的研究

发布时间：2017-09-03 22:28

  本文关键词：黄孢原毛平革菌对磺胺-5-甲氧嘧啶钠降解的研究

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【摘要】：随着抗生素类药物的广泛应用,越来越多的药物残留环境中,从而造成水体污染。抗生素会诱导环境中抗性菌的产生,能将抗药基因传播给病原菌,增强病原菌的抗药性,严重危害人类健康。因此,研究废水中抗生素的去除具有重要的现实意义。磺胺-5-甲氧嘧啶钠(SMD-Na)作为磺胺类抗生素的一种,因其价格低廉而被广泛应用,排放后不易被降解、且容易在生物体内产生富集,所产生的危害不容忽视。本文通过摇瓶试验研究黄孢原毛平革菌对磺胺-5-甲氧嘧啶钠的生物降解,运用高效液相色谱法测定抗生素的浓度,通过培养条件的优化,得出磺胺-5-甲氧嘧啶钠生物降解的最佳条件。最后从白腐真菌的工业化应用角度出发,尝试设计了菌体固定化的膜生物反应器,研究了抗生素生物降解不同运行条件下的状况。试验得到的主要结果如下:1、高温灭活和空白对照组磺胺-5-甲氧嘧啶钠的去除率约为10%,锥形瓶中黄孢原毛平革菌游离培养10天后SMD-Na降解率可以达到80%。抗生素的生物转化过程中,LiP和MnP分别在第8天和第6天获得酶活峰值5 U/L、300 U/L,加入P450酶抑制剂后抗生素的降解率仅为50%。2、磺胺-5-甲氧嘧啶钠生物降解的最佳条件是:葡萄糖10 g/L,温度35℃,转速150 rpm,培养基最初pH 5.0。同时加入0.1 mmol/L的Mn2+,MnP的最大酶活为324.1 U/L,SMD-Na可以达到最大降解率92%,高浓度的Mn2+会对微生物产生毒害作用,从而抑制抗生素的生物降解。3、在生物反应器固定黄孢原毛平革菌培养中,挂膜2个周期后,磺胺-5-甲氧嘧啶钠去除效果明显,最高生物降解率达到95.5%。序批式运行条件下最佳水力停留时间为24 h。在一个运行周期内磺胺-5-甲氧嘧啶钠被持续有效地降解,最终降解率接近80%。单个运行周期内SMD-Na的浓度变化和反应时间满足一级动力学方程。
【关键词】：抗生素 黄孢原毛平革菌 生物降解 磺胺-5-甲氧嘧啶钠
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172;X52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 磺胺类药物的污染现状10-12
• 1.3 磺胺类药物的去除方法12-14
• 1.4 白腐真菌及其应用14-17
• 1.4.1 白腐真菌的降解机理14-16
• 1.4.2 白腐真菌对异生质的降解16-17
• 1.5 研究目的、意义和内容17-18
• 2 黄孢原毛平革菌对SMD-Na的生物降解18-28
• 2.1 材料与方法18-21
• 2.1.1 菌株和培养基18
• 2.1.2 试验仪器18-19
• 2.1.3 分析方法19-20
• 2.1.4 试验方法20-21
• 2.2 结果与讨论21-27
• 2.2.1 黄孢原毛平革菌对SMD-Na耐受性21-22
• 2.2.2 黄孢原毛平革菌对SMD-Na的生物降解试验22-23
• 2.2.3 SMD-Na对黄孢原毛平革菌生长的影响23-27
• 2.3 本章小结27-28
• 3 黄孢原毛平革菌降解SMD-Na的影响因素28-44
• 3.1 材料与方法28-29
• 3.1.1 菌株和培养基28
• 3.1.2 主要试剂28
• 3.1.3 试验仪器28
• 3.1.4 试验方法28-29
• 3.2 结果与讨论29-43
• 3.2.1 葡萄糖浓度对抗生素降解的影响29-33
• 3.2.2 P450酶抑制剂对抗生素降解的影响33-36
• 3.2.3 二价锰离子浓度对SMD-Na生物降解的影响36-38
• 3.2.4 温度对抗生素降解的影响38-39
• 3.2.5 转速对抗生素降解的影响39-42
• 3.2.6 不同初始pH对抗生素降解的影响42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 4 固定化黄孢原毛平革菌的应用44-52
• 4.1 材料与方法44-46
• 4.1.1 菌株与培养基44
• 4.1.2 主要仪器44
• 4.1.3 试验方法44-46
• 4.2 结果与讨论46-50
• 4.2.1 挂膜期间反应器中抗生素去除情况46-47
• 4.2.2 不同水力停留时间对抗生素去除的影响47-48
• 4.2.3 序批式运行条件下反应器中不同浓度SMD-Na的去除48-49
• 4.2.4 单个运行周期内SMD-Na的降解动力学49-50
• 4.3 本章小结50-52
• 5 建议52-53
• 5.1 建议52-53
• 参考文献53-59
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果59-60
• 致谢60

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本文编号：787725