包埋固定化菌藻对海洋溢油的修复研究
本文关键词：包埋固定化菌藻对海洋溢油的修复研究
【摘要】：海洋溢油事故发生后,残存的石油烃会长期滞留在海洋环境中,不仅对海洋生态系统造成了巨大的持久性损害,也严重的危及了人类健康,海洋溢油环境的修复迫在眉睫。采用微生物修复技术处理海洋溢油已经成为国内外研究的热点。但如何在海洋环境中避免微生物流失、提高微生物的环境耐受性及降解效率,依旧是该技术需要突破难点。而固定化微生物技术的应用可以解决这些问题。因此本论文采用包埋固定化菌藻体系降解原油,以期为海洋溢油固定化生物修复的实际应用与推广提供理论基础和技术支撑。本论文在筛选出一组石油烃降解菌的基础上,构建高效石油烃降解菌群,并将其与具有石油烃降解效果的微藻进行复配,构建菌藻复配体系。分别对菌群、微藻和菌藻复配体系进行包埋固定化。以原油的降解率为指标,研究了环境因素(原油浓度、盐度、pH、温度和降解时间)对6种原油降解微生物降解效果的影响。在最佳降解条件下,评价了它们对石油烃的降解特性。最后在模拟海洋环境中,考察了包埋固定化菌藻体系对原油的降解性能。所取得的主要结论如下:(1)筛选出5株石油烃降解菌和1株对石油烃有降解效果的微藻。5个菌株分别属于微杆菌(Exiguobacterium sp.ASW-1),铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa ASW-2),产碱杆菌(Alcaligenes sp.ASW-3,Alcaligenes sp.ASS-1)和芽孢杆菌(Bacillus sp.ASS-2);1株微藻为普通小球藻(Chlorejla vulgaris LH-1)。高效混合菌群由5株菌按等量原则配制而成;菌藻复配体系按藻液与菌液体积比为2:1构建。在最佳降解条件下,游离菌群、游离藻和游离菌藻对原油的降解率分别可达60.39%,30.72%,和68.94%。采用GC/MS对游离微生物降解原油特性进行了分析,实验结果表明游离菌群和游离菌藻降对C12-C32的正构烷烃降解率为53.50%和78.73%,高于对16种具有代表性的多环芳烃的降解率(分别为40.62%和48.70%)而游离藻对两类组分的降解能力差异较小,均在33%左右。(2)采用海藻酸钠-活性炭-CaCl2作为包埋固定化载体材料,最佳包埋方案为海藻酸钠2.5%、活性炭0.5%、CaCl2 3%(溶液质量百分比),交联时间为24h。在最佳降解条件下,固定化菌群、固定化藻和固定化菌藻对原油的降解率分别为67.03%,37.34%和73.96%,相对于游离状态有一定提高。对固定化微生物降解原油特性的测定结果表明,固定化后,微生物对C12-C32正构烷烃的降解率明显提高,但对16种多环芳烃的降解效果改善不明显。(3)考察了原油浓度、盐度、pH、温度和降解天数等对石油烃降解微生物降解原油的影响。结果表明,无论是在游离或是固定化状态下,菌藻体系对环境的耐受范围相对于菌群、小球藻LH-1均有所扩大。环境因素对包埋固定化后混合菌群、小球藻LH-1和菌藻体系降解原油的影响均小于游离状态的情况。(4)室内模拟研究结果表明,在模拟实验条件下,固定化菌藻对原油具有明显的降解效果。固定化菌藻对原油的降解效率随时间的延长显著增大,在实验时间为7d对原油的降解效率达到了50%左右。
【关键词】：固定化 微生物修复 海洋溢油 菌藻体系
【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172;X55
【目录】：
- 摘要8-10
- ABSTRACT10-16
- 引言16-17
- 第一章 文献综述17-24
- 1.1 微生物的固定化材料与方法18-19
- 1.1.1 微生物的固定化材料18-19
- 1.1.2 微生物的固定化方法19
- 1.2 石油烃降解微生物研究19-21
- 1.3 固定化细菌在海洋溢油中的应用21-22
- 1.3.1 固定化细菌在处理海水中石油烃的应用21
- 1.3.2 固定化细菌在岸滩溢油污染处理中的应用21-22
- 1.4 固定化菌藻在石油烃降解中的应用22-23
- 1.5 本论文的研究内容23-24
- 第二章 原油降解微生物的分离与游离菌群、菌藻体系的构建24-40
- 2.1 实验材料与设备24-26
- 2.1.1 实验材料24
- 2.1.2 仪器设备24-25
- 2.1.3 培养基25-26
- 2.2 实验方法26-27
- 2.2.1 样品采集26
- 2.2.2 石油烃降解微生物的分离与培养26
- 2.2.3 微生物的鉴定26-27
- 2.2.4 序列同源性比对及系统发育树构建27
- 2.2.5 原油降解率的测定27
- 2.2.6 游离菌群的构建27
- 2.2.7 游离菌藻体系的构建27
- 2.3 实验结果27-39
- 2.3.1 石油烃降解微生物筛选结果27-36
- 2.3.2 同源性分析36-37
- 2.3.3 标准曲线的绘制37-38
- 2.3.4 混合菌群的构建38-39
- 2.3.5 游离菌藻体系的构建39
- 2.4 小结39-40
- 第三章 游离微生物降解原油的特性研究40-52
- 3.1 实验材料与设备40
- 3.1.1 实验药品40
- 3.1.2 仪器设备40
- 3.2 实验方法40-43
- 3.2.1 原油降解率的测定40
- 3.2.2 环境因素对游离微生物降解原油的影响40-41
- 3.2.3 原油样品组分分析41-43
- 3.3 实验结果43-51
- 3.3.1 游离微生物降解条件的研究43-48
- 3.3.2 游离微生物对原油的降解特性研究48-51
- 3.4 小结51-52
- 第四章 固定化微生物降解原油的特性研究52-70
- 4.1 实验材料与设备52
- 4.1.1 实验药品52
- 4.1.2 仪器设备52
- 4.2 实验方法52-54
- 4.2.1 游离微生物的包埋固定化52-54
- 4.2.2 原油降解率的测定54
- 4.2.3 固定化微生物降解条件的优化54
- 4.2.4 原油样品组分分析54
- 4.3 实验结果54-68
- 4.3.1 包埋固定化微球制备条件的优化54-57
- 4.3.2 固定化微生物降解条件的研究57-62
- 4.3.3 固定化微生物对原油的降解特性研究62-68
- 4.4 小结68-70
- 第五章 固定化菌藻修复海洋溢油的模拟实验70-76
- 5.1 实验材料与设备70
- 5.1.1 实验材料70
- 5.1.2 实验设备70
- 5.2 实验方法70-71
- 5.2.1 室内模拟修复试验70
- 5.2.2 海水pH的测定70
- 5.2.3 模拟池海水中的溶解氧的测定70
- 5.2.4 海水中溶解态总石油烃的测定70
- 5.2.5 模拟池海水中的微生物量的测定70
- 5.2.6 模拟池中微生物修复效果的评价70-71
- 5.3 实验结果71-75
- 5.3.1 模拟池中原油形态的变化71
- 5.3.2 模拟池海水的pH71-72
- 5.3.3 模拟池海水中的溶解氧72-73
- 5.3.4 模拟池海水中的溶解态总石油烃73
- 5.3.5 模拟池海水中的微生物生物量变化73-74
- 5.3.6 模拟池中微生物修复效果的评价74-75
- 5.4 小结75-76
- 第六章 结论76-78
- 6.1 主要结论76-77
- 6.2 存在的问题及建议77-78
- 参考文献78-83
- 附录83-104
- 附录 183-87
- 附录 287-88
- 附录 388-96
- 附录 496-104
- 致谢104-105
- 在读期间发表的学术论文及研究成果105
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 郑耀通;高效菌藻系统资源化处理畜牧养殖废水[J];武夷科学;2004年00期
2 吕人豪;刘琦;肖昌松;毛奕璋;宁文惠;刘玉书;丁小秀;;应用季铵盐控制炼油厂循环水中菌藻危害的研究[J];微生物学报;1982年01期
3 郑耀通,吴小平,高树芳;固定化菌藻系统去除氨氮影响[J];江西农业大学学报;2003年01期
4 郑耀通,胡开辉,高树芳;菌藻含量差异对其代谢功能的影响[J];江西农业大学学报(自然科学);2002年06期
5 侯纯扬,武杰,赵楠,吴芸芳,刘淑静,王维珍;海水循环冷却系统腐蚀、污垢和菌藻控制技术研究[J];海洋技术;2002年04期
6 林丽,朱利东,张萌,朱弟成;菌藻生物在成矿作用中的富金实验模拟[J];地球化学;1998年06期
7 尹伦甫;张良平;;菌藻联合调控氨氮新技术[J];当代水产;2012年01期
8 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 潘显光;于兹东;潘显辉;;水体中的菌藻关系与青岛浒苔灾害[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集（第五卷）[C];2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 刘建新;固定化菌藻对城市污水脱氮除磷效果研究[D];燕山大学;2015年
2 孙会玲;包埋固定化菌藻对海洋溢油的修复研究[D];浙江海洋大学;2016年
3 简恩光;小球藻和菌藻共生系统综合处理养猪业沼液研究[D];南昌大学;2013年
4 袁梦冬;菌藻固定化小球对水产养殖废水脱氮除磷效果的研究[D];曲阜师范大学;2012年
5 许伟;多重生态屏障与菌藻生物膜技术处理农家乐生活污水的研究[D];合肥工业大学;2015年
6 李艺潇;PM1降解MTBE的特异蛋白和藻菌混合新工艺的研究[D];浙江工业大学;2009年
，本文编号：905735
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/905735.html
