锰氧化细菌的选育及其生物氧化锰对土霉素的降解特性研究
发布时间：2025-04-18 00:14
二氧化锰是一类重要的自然氧化剂,能与还原性有机污染物发生氧化还原反应,降低其毒性,起到环境修复和净化的作用。但这是一个固液相催化体系,随着反应的进行,二氧化锰会逐渐减少,锰离子逐渐增加,导致去除效率显著降低。因此,本论文试图筛选获得高效锰氧化细菌,将Mn(Ⅱ)氧化为Mn(Ⅲ/Ⅳ),形成生物氧化锰,恢复锰氧化物的氧化降解能力,形成持久高效的氧化体系。 从某水厂的成熟锰砂中驯化、分离得到1株高效氧化Mn2+的菌株,经过对其形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析,确定该株菌从属于氨基杆菌(Aminnobacter sp),命名为H1。经查阅相关文献,可确定上述菌株为氧化Mn2+的新性能物种。通过摇瓶实验考察了温度、pH等环境因素对菌株H1氧化活性的影响,确定H1氧化Mn2+的最适温度为35℃,最佳pH为7.0左右。最佳条件下,5天内菌株可完全去除初始浓度为0～10mmol/L的Mn2+,氧化率最高可达60%左右。当培养基中存在1g/L柠檬酸铁铵时,对菌株氧化Mn2+具有较强的促进作用。菌种最高Mn2+耐受浓度为50mmol/L,土霉素耐受浓度60gmmol/L,具有一定的工程应用潜...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 锰氧化细菌研究进展
1.1.1 锰氧化细菌的分类及模式菌株
1.1.2 Mn(Ⅱ)生物氧化机理
1.1.3 锰氧化细菌的应用
1.2 生物氧化锰研究进展
1.2.1 矿物特性
1.2.2 生物锰氧化物检测与表征
1.2.3 生物氧化锰的生理学功能
1.2.4 在环境中的作用
1.3 四环素类抗生素污染现状、危害及主要处理方法
1.3.1 四环素类抗生素的污染现状
1.3.2 四环素类抗生素的危害
1.3.3 四环素类抗生素的主要处理方法
1.4 二氧化锰与锰氧化细菌的共存循环体系研究
1.5 课题研究内容及意义
1.5.1 课题背景
1.5.2 课题来源
1.5.3 课题研究内容
1.5.4 课题创新之处
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.1.3 污泥来源
2.1.4 培养基
2.2 锰氧化菌的分离纯化
2.2.1 锰氧化细菌的分离纯化
2.2.2 菌悬液的制备
2.3 微生物鉴定
2.3.1 16S rDNA序列鉴定及系统发育树建立
2.3.2 生理生化特性
2.3.3 微生物相观察
2.3.4 Biolog鉴定
2.4 锰氧化物的制备与表征
2.4.1 水合氧化锰的制备
2.4.2 水合氧化锰的表征
2.4.3 生物氧化锰的制备
2.4.4 生物氧化锰的表征
2.5 菌株生长曲线绘制及Mn(Ⅱ)抗性实验
2.6 菌株对Mn(Ⅱ)的氧化实验
2.7 不同形态锰的测定方法
2.8 锰氧化物对OTC氧化降解实验
2.9 二氧化锰与锰氧化细菌共存循环体系构建及对OTC降解实验
2.9.1 共存循环体系构建
2.9.2 共存循环体系对OTC降解实验
第三章 锰氧化细菌分离、鉴定及其生长和氧化特性研究
3.1 菌种的驯化与分离
3.1.1 锰氧化菌的初筛
3.1.2 锰氧化菌的复筛
3.2 菌种鉴定
3.2.1 菌株的生理生化分析
3.2.2 菌株DNA,PCR结果
3.2.4 菌株测序结果
3.2.5 菌株系统发育树的建立
3.2.6 菌株H1的Biolog鉴定结果
3.3 Aminobacter sp.H1生长特性研究
3.3.1 生长曲线及菌液pH值的变化
3.3.2 对Mn(Ⅱ)的抗性
3.3.3 不同生长阶段除锰能力
3.3.4 对不同浓度Mn(Ⅱ)的去除率
3.4 Aminobacter sp.H1锰氧化活性表达的优化研究
3.4.1 Mn(Ⅱ)浓度对氧化活性表达的影响
3.4.2 初始pH值对氧化活性表达的影响
3.4.3 不同Fe2+含量对氧化活性表达的影响
3.4.4 温度对氧化活性表达的影响
3.4.5 土霉素对氧化活性表达的影响
3.5 本章小结
第四章 生物氧化锰的特性及其对OTC降解行为
4.1 生物氧化锰的表征
4.1.1 扫描电镜能谱(SEM-EDX)分析
4.1.2 X射线衍射(XRD)分析
4.1.3 X射线光电子能谱(XPS)分析
4.2 水合二氧化锰的表征
4.2.1 扫描电镜(SEM)分析
4.2.2 X射线衍射(XRD)分析
4.2.3 比表面积测试(SSA)
4.3 无锰菌体对土霉素的吸附特性
4.4 生物锰氧化物降解土霉素的动力学过程
4.5 影响因子对生物氧化锰降解OTC的作用
4.5.1 投加量对OTC降解的影响
4.5.2 pH对OTC降解的影响
4.5.3 共存物对OTC降解的影响
4.6 本章小结
第五章 锰细菌氧化Mn(Ⅱ)机理及其与二氧化锰共存循环体系的研究
5.1 锰细菌氧化Mn(Ⅱ)的机理研究
5.1.1 菌株氧化Mn2+过程中Mn(Ⅲ)的捕捉
5.1.2 氧化活性因子定位
5.1.3 Aminobacter sp.H1氧化Mn(Ⅱ)与菌体活性关系
5.2 共存循环体系的构建
5.2.1 初始水合二氧化锰投加量的确定
5.2.2 锰细菌接种量确定
5.3 共存循环体系对OTC降解研究
5.4 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：4040213
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 锰氧化细菌研究进展
1.1.1 锰氧化细菌的分类及模式菌株
1.1.2 Mn(Ⅱ)生物氧化机理
1.1.3 锰氧化细菌的应用
1.2 生物氧化锰研究进展
1.2.1 矿物特性
1.2.2 生物锰氧化物检测与表征
1.2.3 生物氧化锰的生理学功能
1.2.4 在环境中的作用
1.3 四环素类抗生素污染现状、危害及主要处理方法
1.3.1 四环素类抗生素的污染现状
1.3.2 四环素类抗生素的危害
1.3.3 四环素类抗生素的主要处理方法
1.4 二氧化锰与锰氧化细菌的共存循环体系研究
1.5 课题研究内容及意义
1.5.1 课题背景
1.5.2 课题来源
1.5.3 课题研究内容
1.5.4 课题创新之处
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.1.3 污泥来源
2.1.4 培养基
2.2 锰氧化菌的分离纯化
2.2.1 锰氧化细菌的分离纯化
2.2.2 菌悬液的制备
2.3 微生物鉴定
2.3.1 16S rDNA序列鉴定及系统发育树建立
2.3.2 生理生化特性
2.3.3 微生物相观察
2.3.4 Biolog鉴定
2.4 锰氧化物的制备与表征
2.4.1 水合氧化锰的制备
2.4.2 水合氧化锰的表征
2.4.3 生物氧化锰的制备
2.4.4 生物氧化锰的表征
2.5 菌株生长曲线绘制及Mn(Ⅱ)抗性实验
2.6 菌株对Mn(Ⅱ)的氧化实验
2.7 不同形态锰的测定方法
2.8 锰氧化物对OTC氧化降解实验
2.9 二氧化锰与锰氧化细菌共存循环体系构建及对OTC降解实验
2.9.1 共存循环体系构建
2.9.2 共存循环体系对OTC降解实验
第三章 锰氧化细菌分离、鉴定及其生长和氧化特性研究
3.1 菌种的驯化与分离
3.1.1 锰氧化菌的初筛
3.1.2 锰氧化菌的复筛
3.2 菌种鉴定
3.2.1 菌株的生理生化分析
3.2.2 菌株DNA,PCR结果
3.2.4 菌株测序结果
3.2.5 菌株系统发育树的建立
3.2.6 菌株H1的Biolog鉴定结果
3.3 Aminobacter sp.H1生长特性研究
3.3.1 生长曲线及菌液pH值的变化
3.3.2 对Mn(Ⅱ)的抗性
3.3.3 不同生长阶段除锰能力
3.3.4 对不同浓度Mn(Ⅱ)的去除率
3.4 Aminobacter sp.H1锰氧化活性表达的优化研究
3.4.1 Mn(Ⅱ)浓度对氧化活性表达的影响
3.4.2 初始pH值对氧化活性表达的影响
3.4.3 不同Fe2+含量对氧化活性表达的影响
3.4.4 温度对氧化活性表达的影响
3.4.5 土霉素对氧化活性表达的影响
3.5 本章小结
第四章 生物氧化锰的特性及其对OTC降解行为
4.1 生物氧化锰的表征
4.1.1 扫描电镜能谱(SEM-EDX)分析
4.1.2 X射线衍射(XRD)分析
4.1.3 X射线光电子能谱(XPS)分析
4.2 水合二氧化锰的表征
4.2.1 扫描电镜(SEM)分析
4.2.2 X射线衍射(XRD)分析
4.2.3 比表面积测试(SSA)
4.3 无锰菌体对土霉素的吸附特性
4.4 生物锰氧化物降解土霉素的动力学过程
4.5 影响因子对生物氧化锰降解OTC的作用
4.5.1 投加量对OTC降解的影响
4.5.2 pH对OTC降解的影响
4.5.3 共存物对OTC降解的影响
4.6 本章小结
第五章 锰细菌氧化Mn(Ⅱ)机理及其与二氧化锰共存循环体系的研究
5.1 锰细菌氧化Mn(Ⅱ)的机理研究
5.1.1 菌株氧化Mn2+过程中Mn(Ⅲ)的捕捉
5.1.2 氧化活性因子定位
5.1.3 Aminobacter sp.H1氧化Mn(Ⅱ)与菌体活性关系
5.2 共存循环体系的构建
5.2.1 初始水合二氧化锰投加量的确定
5.2.2 锰细菌接种量确定
5.3 共存循环体系对OTC降解研究
5.4 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
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本文编号：4040213
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