土壤中非离子表面活性剂的微生物修复研究

发布时间：2020-11-18 00:31

　　 目前，非离子表面活性剂对生态环境的影响已成为国内外学者研究的热点。由于非离子表面活性剂对水生植物、水生动物及微生物的损害比较大，影响水体自净能力并加速水体富营养化进程，因此，治理非离子表面活性剂污染具有非常重要的意义。为了探索出简便、有效的处理土壤中非离子表面活性剂的生物修复方法，本研究从湖南丽臣洗涤厂和长沙毛巾厂排污口(共用排污口)废水中筛选出能高效降解非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯(4)醚(Brij-30)的菌株B30、十二烷基聚氧乙烯(23)醚(Brij-35)的菌株B35和壬基苯基聚氧乙烯醚(TX-100)的菌株T100，并对筛选出的三株菌进行了吸附行为、降解效率和影响因素、形态结构观察、分子生物学鉴定和生物修复应用等研究，其主要结果如下： 1．利用KI-I_2分光光度法研究了Brij-35、Brij-30和TX-100非离子型表面活性剂在天然吸附剂上的吸附行为。结果表明：Brij-35、Brij-30在土壤上的饱和吸附量分别为7600mg·kg~(-1)与6000mg·kg~(-1)，Brij-35的饱和吸附量大于Brij-30。同时，还探讨了不同实验条件对KI-I_2分光光度法测定水体中非离子表面活性剂的影响，结果表明：以KI-I_2溶液为显色剂的分光光度法操作简单，工作曲线相关系数好，检测线性范围宽，酸稳定性好，大部分盐类和土壤腐殖酸对测定的干扰小。 2．筛选出了三株分别高效降解Brij-30、Brij-35和TX-100的菌株B30、B35和T100。菌株的生长规律、降解率以及降解规律试验表明：B30生长最快，B35生长相对缓慢，而T100在生长初期有一个生长延滞期，12小时后，其生长速度明显加快，这与其降解率曲线吻合。非离子表面活性剂的降解率曲线表明，B30对Brij-30的降解速度最快，12小时内已基本降解完全；B35对Brij-35的降解速度较B30对Brij-30降解速度慢，降解完全需要24小时；T100对TX-100的降解速度在降解初期最慢，12小时后其降解速度明显加快，48小时内能基本降解完全。T100对TX-100的降解速度最慢。 3．温度、pH、底物浓度、氮源、金属离子等多种环境因素对三株菌生长特性及其对表面活性剂降解效率影响的研究表明：B30在30℃，pH=5～8，底物浓度在0.2g·L~(-1)以下，蛋白胨做氮源条件下，降解效果最好；金属离子Zn~(2+)、Ca~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)对B30的生长及其降解效率有较大地促进作用；B35菌株在30℃，pH=7，蛋白胨做氮源条件下，生长和降解效率较好，金属离子Ca~(2+)、Al~(3+)对B35生长及其降解效率有促进作用；T100在25℃，pH=6～8，蛋白胨做氮源条件下，降解能力强，当Zn~(2+)浓度为0.2mg·L~(-1)及Ca~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)浓度为30mg·L~(-1)时，对T100的降解效率有较大的促进作用。 4．运用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分别观察了B30、B35和T100的形态结构。结果表明：三株菌的个体形态均为短杆菌和长杆菌，且大部分为长杆菌。其中B35的个体长约1.078～1.705μm，宽约0.338～0.456μm；B30的个体长约1.131～1.820μm，宽约0.385～0.560μm；T100的个体长约1.050～1.586μm，宽约0.359～0.427μm。B30的个体大部分比T100、B35略微大。B30与B35鞭毛周生，T100鞭毛极生，部分个体呈链状排列。 5．应用PCR扩增和克隆测序的方法分别对三株菌进行了分子生物学鉴定，结果显示：B35属于伯克霍尔德菌菌属(Burkholderia)，与Burkholderia vietnamiensis strain LMG 10929和Burkholderia cepacia strain ATCC 55792最为相似，同源性均为99％；B30属于伯克氏菌属(Pandoraea)，与Pandoraea sp. LB-7最为相似，同源性为99％；T100属于苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.)，与Ochrobactrum sp. CGL-X最为相似，同源性为99％。 6．研究了三株高效菌对土壤微生物区系及活度的影响及其降解土壤中非离子表面活性剂的能力。结果表明：三株高效降解菌对非离子表面活性剂均有强降解作用，可以明显地降低非离子表面活性剂对土壤的污染。土壤受非离子表面活性剂污染后立即接种比缓后接种效果要好，土壤受非离子表面活性剂污染后立即接种培养168h后与不接种的对照相比，土壤中表面活性剂的残留量明显减少，B30对Brij-30的降解率最高，达到了85％以上，B35对Brij-35的降解率以及T100对TX-100的降解率在69％～75％之间；缓后接种培养168h的降解率在60％～70％之间，与立即接种相比，表面活性剂的降解率均减少，其中B30对Brij-30的降解率减少得最多，其降解率由85％下降至68％左右。不同类型的土壤，高效降解菌对非离子表面活性剂的降解效果有较明显差异。三种非离子表面活性剂对土壤微生物的生长均有抑制作用，对土壤微生物生长的抑制作用为Brij-30＞TX-100＞Brij-35；对放线菌生长的抑制作用＞对细菌生长的抑制作用＞对真菌生长的抑制作用。
【学位单位】：湖南农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2006
【中图分类】：X53
【部分图文】：

菌苔丰厚的菌落接入到复筛培养基中，经多次分离，得到纯降解菌。在试验过程中，降解Brij一30的菌株B30、降解Brij一35的菌株B35以及降解Tx一100的菌株Tloo的菌落特征见(表3一l、图3一l、图3一2、图3一3)。图3一 1B30菌落特征Pig3一 IThecharaeteristieeonfigurationof thebaCterialstrsinofB30图3一 2B35菌落特征Pig3一 ZTheeharaeteristieeonfigurationof thebaCterialStrainofB35勺川川/黔黔一︸毗图3一 3Tloo菌落特征瑰手3Thecharacteris柱eeo浦gU邝柱onof山ebaeteri川stI’创池ofT100

菌苔丰厚的菌落接入到复筛培养基中，经多次分离，得到纯降解菌。在试验过程中，降解Brij一30的菌株B30、降解Brij一35的菌株B35以及降解Tx一100的菌株Tloo的菌落特征见(表3一l、图3一l、图3一2、图3一3)。图3一 1B30菌落特征Pig3一 IThecharaeteristieeonfigurationof thebaCterialstrsinofB30图3一 2B35菌落特征Pig3一 ZTheeharaeteristieeonfigurationof thebaCterialStrainofB35勺川川/黔黔一︸毗图3一 3Tloo菌落特征瑰手3Thecharacteris柱eeo浦gU邝柱onof山ebaeteri川stI’创池ofT100

15or/min条件下振荡培养72h后，测定降解培养基中非离子表面活性剂的浓度，计算其降解率。从图4一7和图4一8可知，菌株B30在低浓度区对Brij一30的降解非常迅速，12h内，Brij一30大部分被降解，同时，菌株的生长速度也较快。随着浓度的升高，菌株B30对Brij一30的降解的难度增加，此时，菌株的生长量虽比低浓度时高，但其降解率下降了，72h内，降解率不足50%
【引证文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 李春杰;新型Gemini表面活性剂的合成及表面性能研究[D];东北师范大学;2008年

本文编号：2888105