二氯甲烷降解菌的選育、降解特性及條件優(yōu)化

【摘要】：本研究對來自臺州某醫(yī)藥廠的活性污泥進(jìn)行馴化、富集、分離后,得到一株能以二氯甲烷(DCM)為唯一碳源和能源生長的菌株H13。通過形態(tài)學(xué)觀察、脂肪酸含量分析、生理生化測定以及16S rDNA序列同源性比較,確定該菌株為羅得西亞甲基桿菌(Methylobacterium rhodesianum),并保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC NO: M2010121)。目前尚未見M. rhodesianum降解DCM的報道。 通過單因素實(shí)驗(yàn)考察氮源、供氧條件、底物濃度等因素對M.rhodesianumH13降解DCM的影響,并進(jìn)一步利用Plackett-Burman試驗(yàn)從9個因素中確定了溫度、pH、(NH4)2SO4和Na2HPO4·12H2O為DCM降解的主要影響因素,在此基礎(chǔ)上通過響應(yīng)面法優(yōu)化降解條件為Na2HPO4-12H2O4.5g,(NH4)2SO40.5g, pH7.55,溫度33.7℃。與優(yōu)化前相比,M. rhodesianum H13對DCM的比降解速率由0.1282h-1提高至0.1625h-1。M. rhodesianum H13可完全降解4.9mM DCM,并產(chǎn)生9.4mMCl-;30mM DCM對微生物有明顯抑制作用,但在無機(jī)鹽培養(yǎng)基中加入適量的硅油并形成硅油-水雙相體系后,M. rhodesianum H13對DCM的耐受濃度有所提高,降解速率得到加快。 對細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)的前期條件及菌劑制備進(jìn)行了初步研究,結(jié)果表明,DL-蘋果酸是菌體擴(kuò)大培養(yǎng)較適宜的碳源,DL-蘋果酸的最佳濃度和菌體最適培養(yǎng)時間分別為4g/L和36h；制備了以草炭為載體的固態(tài)菌劑,通過性能測定后發(fā)現(xiàn)其具有良好的保藏效果。 【關(guān)鍵詞】：二氯甲烷 生物降解 響應(yīng)面法 固態(tài)菌劑 Methylobacterium rhodesianum
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X172
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 符號說明12-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 二氯甲烷的物理化學(xué)性質(zhì)13-14
• 1.2 DCM的污染及其治理現(xiàn)狀14-15
• 1.2.1 DCM的來源和污染狀況14
• 1.2.2 DCM的危害14-15
• 1.3 DCM含量的檢測方法15-16
• 1.3.1 銅敏雙火焰光度測定法15
• 1.3.2 直接頂空氣質(zhì)聯(lián)用法15-16
• 1.3.3 熱解吸氣相色譜測定法16
• 1.4 DCM污染的處理技術(shù)16-21
• 1.4.1 物理化學(xué)法16-17
• 1.4.2 生物降解技術(shù)17-21
• 1.5 DCM的生物凈化工藝21-22
• 1.5.1 廢氣中DCM的生物凈化21-22
• 1.5.2 廢水中DCM的生物凈化22
• 1.6 DCM生物降解的應(yīng)用前景及展望22-23
• 1.7 課題研究的意義和內(nèi)容23-25
• 1.7.1 課題研究目的和意義23
• 1.7.2 課題研究內(nèi)容23-24
• 1.7.3 課題創(chuàng)新之處24
• 1.7.4 課題來源24-25
• 第二章 DCM降解菌的篩選與鑒定25-38
• 2.1 引言25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料25-28
• 2.2.1 材料和培養(yǎng)基25-26
• 2.2.2 主要試劑和儀器26-28
• 2.3 檢測方法28
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方法28-29
• 2.4.1 降解菌的富集與馴化28-29
• 2.4.2 降解菌的分離純化29
• 2.4.3 降解菌種的保存29
• 2.5 降解菌株的形態(tài)觀察和生理生化鑒定29-32
• 2.5.1 染色和形態(tài)觀察29-30
• 2.5.2 生理生化鑒定30-32
• 2.6 分離菌株的全細(xì)胞脂肪酸分析32
• 2.7 降解菌16S rDNA的PCR擴(kuò)增和序列測定32-34
• 2.7.1 菌株DNA的提取32-33
• 2.7.2 16S rDNA的PCR擴(kuò)增33
• 2.7.3 遺傳距離矩陣與系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建33-34
• 2.8 結(jié)果與討論34-37
• 2.8.1 DCM降解菌株的分離純化34
• 2.8.2 菌株的形態(tài)特征34
• 2.8.3 菌株的生理生化特性34-35
• 2.8.4 分離菌株的全細(xì)胞脂肪酸分析35-36
• 2.8.5 菌株的16S rDNA序列分析36-37
• 2.9 本章小結(jié)37-38
• 第三章 M.rhodesianumH13菌株降解條件優(yōu)化的研究38-61
• 3.1 前言38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料38-39
• 3.2.1 菌種38
• 3.2.2 培養(yǎng)基38-39
• 3.2.3 主要儀器設(shè)備及檢測方法39
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法39-41
• 3.3.1 菌濃度-吸光度曲線繪制39
• 3.3.2 菌株M.rhodesianumH13生長曲線的測定39-40
• 3.3.3 培養(yǎng)基初始pH對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響40
• 3.3.4 供氧條件對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響40
• 3.3.5 溫度對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響40
• 3.3.6 氮源對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響40-41
• 3.3.7 不同(NH_4)_2SO_4濃度對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響41
• 3.3.8 DCM濃度對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響41
• 3.3.9 液-液雙相體系降解高濃度DCM的研究41
• 3.4 響應(yīng)面法優(yōu)化M.rhodesianumH13菌體的降解條件41-43
• 3.4.1 Plackett-Burman設(shè)計(jì)42
• 3.4.2 中心組合實(shí)驗(yàn)42-43
• 3.4.3 響應(yīng)面分析及最優(yōu)水平確定43
• 3.4.4 響應(yīng)面分析結(jié)果的驗(yàn)證43
• 3.5 結(jié)果與討論43-59
• 3.5.1 M.rhodesianumH13菌生長曲線的測定43-44
• 3.5.2 培養(yǎng)基初始pH對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響44-45
• 3.5.3 供氧條件對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響45-46
• 3.5.4 溫度對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響46-47
• 3.5.5 氮源對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響47-48
• 3.5.6 不同(NH_4)_2SO_4濃度對M.rhodesianumH13菌株降解性能的影響48-49
• 3.5.7 DCM濃度對M rhodesianumH13菌株降解性能的影響49-52
• 3.5.8 液-液雙相體系降解高濃度DCM的研究52-53
• 3.5.9 響應(yīng)面法優(yōu)化M.rhodesianumH13菌體的降解條件53-59
• 3.6 本章小結(jié)59-61
• 第四章 菌體擴(kuò)大培養(yǎng)的前期條件及菌劑制備的研究61-69
• 4.1 前言61
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料61
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法61-63
• 4.3.1 適宜碳源的選擇61-62
• 4.3.2 碳源濃度的選擇62
• 4.3.3 最佳時間的選擇62
• 4.3.4 菌劑的制備62-63
• 4.3.5 菌劑對DCM降解性的測定63
• 4.4 結(jié)果與討論63-68
• 4.4.1 碳源的選擇63-64
• 4.4.2 碳源濃度的選擇64-65
• 4.4.3 最佳時間的選擇65-67
• 4.4.4 菌劑的制備67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 結(jié)論與建議69-71
• 5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論69-70
• 5.2 建議70-71
• 參考文獻(xiàn)71-78
• 致謝78-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79

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