绿脓杆菌及其酶降解多溴联苯醚的研究

发布时间：2023-04-16 08:31

　　多溴联苯醚(PBDEs)是一类应用广泛的溴代阻燃剂,作为新兴的持久性有机污染物,给人类健康和生态环境造成了极大的潜在危害。目前PBDEs的降解方法主要有化学降解和生物降解。但是研究发现化学降解PBDEs中间会产生毒性更大的低溴取代PBDEs,对环境仍然存在较大的风险隐患。生物降解以其环境友好、有效和低成本而受到广泛关注。本研究以PBDEs同系物中化学性质最稳定和人类暴露水平最高的十溴联苯醚(BDE-209)为代表污染物,以从PBDEs重污染土壤中分离筛选出的一株对BDE-209具有高效降解作用的好氧菌—绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)为实验菌株,利用绿脓杆菌及其酶实现了 PBDEs的高效降解和无害化矿化。主要研究成果如下:分离筛选PBDEs高效降解菌株,并研究其降解特性和机理。获得一株对BDE-209具有较好降解效果的好氧菌,经鉴定为Pseudomonas aeruginosa,其降解效果优于已报道的好氧菌株。在最优降解条件下,菌株P.aerugainos在5 d内对20 mg L-1 BDE-209降解率和脱溴率分别为85.12±1.13%和56.03 ±1....

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 PBDEs概述
        2.1.1 PBDEs的物理化学性质
        2.1.2 人类PBDEs暴露水平
        2.1.3 PBDEs的生物毒性
    2.2 PBDEs降解方法的研究进展
        2.2.1 光降解
        2.2.2 TiO₂光催化降解
        2.2.3 零价铁降解
        2.2.4 生物降解
    2.3 本论文的研究意义、目的和内容
        2.3.1 研究意义和目的
        2.3.2 研究内容
3 PBDEs高效降解菌株的分离筛选、鉴定及其降解机理研究
    3.1 实验材料与仪器
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 菌种培养基
    3.2 实验方法
        3.2.1 降解菌株的富集、分离筛选和鉴定
        3.2.2 菌种培养
        3.2.3 粗酶提取
        3.2.4 最优条件下BDE-209生物降解体系
        3.2.5 不同提取条件下粗酶的提取效果
        3.2.6 不同条件对P.aeruginosa降解BDE-209的影响
        3.2.7 不同条件对粗酶降解BDE-209的影响
        3.2.8 BDE-209萃取和分析方法
        3.2.9 BDE-209降解率和脱溴率计算方法
        3.2.10 统计分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 BDE-209高效降解菌株的分离筛选和鉴定
        3.3.2 不同条件对P.aeruginosa降解BDE-209的影响
        3.3.3 不同提取条件下粗酶的提取效果
        3.3.4 不同条件对粗酶降解BDE-209的影响
        3.3.5 比较P.aeruginosa和粗酶对BDE-209生物降解效果
        3.3.6 P.aeruginosa降解BDE-209的机理
    3.4 本章小结
4 绿脓杆菌降解BDE-209过程中细胞变化和差异表达蛋白分析
    4.1 实验材料与仪器
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 菌种和培养基
    4.2 实验方法
        4.2.1 菌种培养
        4.2.2 BDE-209生物降解体系
        4.2.3 FESEM分析
        4.2.4 流式细胞仪分析
        4.2.5 细胞表面疏水性(CSH)测定
        4.2.6 细胞膜渗透性测定
        4.2.7 FTIR分析
        4.2.8 差异表达蛋白分析
        4.2.9 BDE-209萃取和分析方法
        4.2.10 统计分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 P.aeruginosa对BDE-209生物降解过程中降解率的变化
        4.3.2 FESEM观察BDE-209生物降解过程中细胞表面形貌变化
        4.3.3 BDE-209生物降解过程中细胞凋亡变化
        4.3.4 BDE-209生物降解过程中CSH和细胞膜渗透性变化
        4.3.5 FTIR分析BDE-209生物降解过程中细胞表面官能团
        4.3.6 BDE-209生物降解过程中差异蛋白分析
    4.4 本章小结
5 腐殖酸和铜离子对绿脓杆菌降解BDE-209的影响
    5.1 实验材料与仪器
        5.1.1 实验材料
        5.1.2 实验仪器
        5.1.3 菌种和培养基
    5.2 实验方法
        5.2.1 菌种培养
        5.2.2 Cu²⁺在HA上的吸附
        5.2.3 P.aeruginosa对BDE-209的生物降解体系
        5.2.4 HA和Cu²⁺对P.aeruginosa生长的影响
        5.2.5 HA和Cu²⁺对P.aeruginosa生物降解的影响
        5.2.6 粗酶提取
        5.2.7 粗酶对BDE-209的生物降解体系
        5.2.8 HA和Cu²⁺对P.aeruginosa粗酶活性的影响
        5.2.9 SEM分析
        5.2.10 BDE-209萃取和分析方法
        5.2.11 统计分析
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Cu²⁺在HA上的吸附等温线
        5.3.2 HA和Cu²⁺对P.aeruginosa生长的影响
        5.3.3 HA和Cu²⁺对P.aeruginosa生物降解的影响
        5.3.4 HA和Cu²⁺对P.aeruginosa粗酶活性的影响
        5.3.5 HA和Cu²⁺对P.aeruginosa细胞表面形貌的影响
    5.4 本章小结
6 鼠李糖脂对绿脓杆菌降解BDE-209和细胞表面特性的影响
    6.1 实验材料与仪器
        6.1.1 实验材料
        6.1.2 实验仪器
        6.1.3 菌种和培养基
    6.2 实验方法
        6.2.1 菌种培养
        6.2.2 添加鼠李糖脂的BDE-209生物降解实验
        6.2.3 CSH测定
        6.2.4 FESEM分析
        6.2.5 Zeta电位测定
        6.2.6 脂肪酸的提取和分析
        6.2.7 XPS分析
        6.2.8 BDE-209萃取和分析方法
        6.2.9 统计分析
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 鼠李糖脂浓度对P.aeruginosa生物降解BDE-209的影响
        6.3.2 鼠李糖脂浓度对P.aeruginosa细胞表面形貌的影响
        6.3.3 鼠李糖脂浓度对CSH的影响
        6.3.4 鼠李糖脂浓度对zeta电位的影响
        6.3.5 鼠李糖脂浓度对P.aeruginosa细胞脂肪酸组成的影响
        6.3.6 XPS分析P.aeruginosa细胞表面官能团
        6.3.7 鼠李糖脂介导P.aeruginosa生物降解BDE-209的机制
    6.4 本章小结
7 结论
    7.1 全文结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集



本文编号：3791199