厭氧序批式生物反應(yīng)器去除三氯乙烷過程及菌群毒性效應(yīng)

【摘要】：三氯乙烷(Trichloroethane, TCA)曾經(jīng)廣泛用作工業(yè)清洗劑,由于過度使用和儲存不當,造成嚴重的土壤和地下水污染。基于逐步還原性脫氯的厭氧生物修復(fù)方法能夠徹底清除TCA污染,本文主要研究厭氧生物脫氯過程機理和微生物群落毒性效應(yīng),重點分析降解過程中微生物酶活性變化和群落結(jié)構(gòu)演替規(guī)律。結(jié)果表明在TCA的降解反應(yīng)中,硫酸鹽和硝酸鹽還原條件下TCA降解效率較高,均達到80%以上；產(chǎn)甲烷及TCA與苯共代謝條件下TCA降解效率居中,均處于70%-80%之間；TCA與甲苯共代謝條件下TCA降解效率最低,低于70%。酶活性分析表明,產(chǎn)甲烷和硝酸鹽還原條件的厭氧序批式生物反應(yīng)器中酶的活性變化較小,但隨著TCA濃度的增大乳酸脫氫酶和堿性磷酸酶的活性明顯降低。PCR-DGGE指紋圖譜分析表明,反應(yīng)器中的微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯改變。Clostridium sp. DhR-2/LM-G01, Bacterial clone DCE25和Bacterial cloneDPHB06三個菌株在產(chǎn)甲烷體系中豐度明顯增加,推測它們可能是反應(yīng)體系中主要的功能菌群,在厭氧條件下能夠有效地降解TCA。綜合考慮TCA降解過程、酶活性變化和功能菌群富集程度,本研究認為產(chǎn)甲烷條件的厭氧序批式生物反應(yīng)器的微生物菌群對TCA的耐受性最高,有可能適于用開發(fā)TCA的厭氧降解實用技術(shù)。 【關(guān)鍵詞】：三氯乙烷 厭氧微生物降解 DGGE 酶活性
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 前言10-24
• 1.1 研究背景10
• 1.1.1 課題來源10
• 1.2 氯代烴的性質(zhì)與危害10-11
• 1.3 氯代烴污染現(xiàn)狀11-13
• 1.4 物化方法去除氯代烴13-15
• 1.4.1 抽出吹脫法13-14
• 1.4.2 表面活性劑改性巖礦材料治理技術(shù)14
• 1.4.3 格柵治理技術(shù)14-15
• 1.4.4 活性炭處理法15
• 1.4.5 鐵屑腐蝕電池原位修復(fù)技術(shù)15
• 1.4.6 超聲波法處理有機氯代烴15
• 1.5 生物降解15-20
• 1.5.1 微生物降解氯代烴15-16
• 1.5.2 氯代烴的厭氧生物降解16-17
• 1.5.3 氯代烴的好氧生物降解17-18
• 1.5.4 氯代烴的原位生物降解18-19
• 1.5.5 氯代烴的異位生物降解19-20
• 1.5.6 降解菌群的分子分析方法20
• 1.6 序批式活性污泥法20-21
• 1.6.1 序批式活性污泥法原理20-21
• 1.6.2 厭氧序批式生物反應(yīng)器的應(yīng)用21
• 1.6.3 有毒物質(zhì)對序批式生物反應(yīng)器運行的影響21
• 1.7 研究目的及意義21-22
• 1.7.1 研究目的21
• 1.7.2 研究意義21-22
• 1.7.3 實際應(yīng)用價值22
• 1.8 研究內(nèi)容22-23
• 1.9 技術(shù)路線圖23-24
• 第2章 實驗材料與分析方法24-33
• 2.1 實驗器材與試劑24-28
• 2.1.1 實驗試劑24-25
• 2.1.2 試劑配制及保存25-27
• 2.1.3 培養(yǎng)基的配置27-28
• 2.2 主要實驗裝置及儀器28-30
• 2.2.1 生物降解實驗裝置28-29
• 2.2.2 實驗儀器29
• 2.2.3 主要裝置圖29-30
• 2.3 三氯乙烷的分析方法30-33
• 2.3.1 氣相色譜條件30-31
• 2.3.2 分析方法31-33
• 第3章 厭氧體系構(gòu)建33-40
• 3.1 研究背景33
• 3.2 材料方法33-38
• 3.2.1 樣品采集33-34
• 3.2.2 場地樣品生物量測定34
• 3.2.3 TCA厭氧菌種的富集34-38
• 3.3 結(jié)果與討論38-39
• 3.3.1 厭氧處理過程改進38
• 3.3.2 厭氧微生物培養(yǎng)38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 不同條件下TCA厭氧降解特性40-46
• 4.1 材料方法40
• 4.2 結(jié)果與討論40-45
• 4.2.1 產(chǎn)甲烷條件下TCA降解特性40-41
• 4.2.2 硝酸鹽還原條件41-42
• 4.2.3 硫酸鹽還原條件42-43
• 4.2.4 TCA與苯共代謝條件43
• 4.2.5 TCA與甲苯共代謝條件43-44
• 4.2.6 不同體系降解效率比較44-45
• 4.3 本章小結(jié)45-46
• 第5章 TCA厭氧降解菌群變化分析46-60
• 5.1 材料方法46-53
• 5.1.1 菌種來源46
• 5.1.2 基因組DNA的提取及純化46-47
• 5.1.3 PCR擴增47-49
• 5.1.4 DGGE分析49-50
• 5.1.5 特征條帶克隆50-53
• 5.1.6 系統(tǒng)發(fā)育分析53
• 5.2 結(jié)果與討論53-58
• 5.2.1 菌群DNA提取53
• 5.2.2 16S RRNA基因的PCR擴增53-54
• 5.2.3 菌群16S RRNA基因V3-V5區(qū)擴增片段的DGGE指紋圖譜54-55
• 5.2.4 克隆鑒定55-56
• 5.2.5 數(shù)據(jù)庫比對分析56-57
• 5.2.6 系統(tǒng)發(fā)育分析57-58
• 5.3 本章小結(jié)58-60
• 第6章 TCA對厭氧降解菌群關(guān)鍵酶活性影響60-68
• 6.1 材料方法60-65
• 6.1.1 乳酸脫氫酶的測定60-62
• 6.1.2 堿性磷酸酶的測定62-63
• 6.1.3 蛋白酶的測定材料63-65
• 6.2 結(jié)果與討論65-67
• 6.2.1 乳酸脫氫酶活性分析65-66
• 6.2.2 堿性磷酸酶活性分析66
• 6.2.3 蛋白酶活性分析66-67
• 6.3 本章小結(jié)67-68
• 第7章 結(jié)論與展望68-69
• 7.1 結(jié)論68
• 7.2 展望68-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75-76
• 碩士期間已發(fā)表相關(guān)研究論文及專利76

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