石油降解菌的降解性能、固定化及降解动力学研究

发布时间：2016-08-26 12:09

  本文关键词：石油降解菌的降解性能、固定化及降解动力学研究，由笔耕文化传播整理发布。

《东华大学》 2013年

石油降解菌的降解性能、固定化及降解动力学研究

辛蕴甜  

【摘要】：随着石油污染处理技术的发展,人们越来越清楚地认识到,生物处理技术是既经济高效、又最为环保的方法。有关石油降解微生物的研究已成为环境工作者日益重视的课题。 本文对石油污染危害、石油污染修复技术、菌株固定化技术、降解动力学研究以及国内外相关研究进展等方面进行了综述,着重对石油污染的微生物修复技术进行了阐述。 从上海炼油厂附近长期受石油污染土壤中分离筛选得到了有石油降解效果的菌株4株,其中H-1菌株的降解效果最好,7天降解率达到20%以上。革兰氏染色结果显示H-1菌株为革兰氏阴性杆菌,使用Biolog自动分析系统鉴定其属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。 初步对H-1菌株降解石油的条件进行优化,结果表明：培养温度为37℃,石油初始浓度为1g/L, NaCl浓度为15g/L, pH值7.0时菌株对石油的降解效率达到最大。其中,温度对降解速率的影响最大,其次是初始石油浓度以及pH值,而NaCl浓度的影响最小。四种因素对H-1菌株降解效率的影响均不显著。 用海藻酸钠-海藻酸钙法对实验菌株进行固定化实验。通过对固定化凝胶微球成球效果、机械强度、渗透性以及破碎率等性能的测试,初步确定了海藻酸钠浓度、菌悬液添加量以及交联时间等固定化条件的取值范围。 用扫描电镜对固定化凝胶微球的微观结构进行观察,可以发现：微球表面致密,能够有效的防止菌体的泄漏,以及大分子有毒物质进入微球对菌体造成危害；微球内部为疏松的网状结构,孔隙度较为丰富,利于氧气、水分和底物的传输,且能够为所包埋的降解菌提供充分的生长空间,为其在载体内的生长繁殖提供有利条件。 以石油降解率为试验指标对菌株的固定化条件进行四因素三水平正交化试验,结果显示：海藻酸钠浓度为7.0%,菌悬液添加量75%,CaCl2浓度2%,交联时间24h是为最佳固定化条件。其中,海藻酸钠浓度对降解效率的影响最大,其次是菌悬液添加量以及交联时间,CaCl2浓度对降解率几乎无影响。四种因素对固定化微球降解效率的影响均不显著。 将等量的游离菌株与固定化菌株接入含原油的无机盐培养基中,每隔两天测定培养基中的残留石油浓度,并用Monod方程拟合了石油的降解速率,其结果表明：当原油浓度较低时,游离菌株与固定化菌株的降解动力学均符合生物处理经典方程Monod方程的线性简化形式。其中游离菌的降解动力学方程半饱和常数KS=85.82mg/L,最大反应速率vmax=24.09d-1,固定化菌株的降解动力学方程半饱和常数KS=52.33mg/L,最大反应速率vmax=44.05d-1。 在降解动力学方程中,若方程的vmax越高、且Ks低,则表明降解底物越容易被降解。对比游离菌株与固定化菌株的降解动力学方程参数可知：固定化菌株的vmax大于游离菌株的vmax,而Ks则小于游离菌株的Ks。由此可见,固定化后菌株的降解效率远大于游离菌株。从拟合得到的参数来看,在合适条件下,石油类环境污染物能得到有效降解。

【关键词】：
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X172;X741
【目录】：

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