二氯甲烷降解菌的选育、降解特性及条件优化

【摘要】：本研究对来自台州某医药厂的活性污泥进行驯化、富集、分离后,得到一株能以二氯甲烷(DCM)为唯一碳源和能源生长的菌株H13。通过形态学观察、脂肪酸含量分析、生理生化测定以及16S rDNA序列同源性比较,确定该菌株为罗得西亚甲基杆菌(Methylobacterium rhodesianum),并保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC NO: M2010121)。目前尚未见M. rhodesianum降解DCM的报道。 通过单因素实验考察氮源、供氧条件、底物浓度等因素对M.rhodesianumH13降解DCM的影响,并进一步利用Plackett-Burman试验从9个因素中确定了温度、pH、(NH4)2SO4和Na2HPO4·12H2O为DCM降解的主要影响因素,在此基础上通过响应面法优化降解条件为Na2HPO4-12H2O4.5g,(NH4)2SO40.5g, pH7.55,温度33.7℃。与优化前相比,M. rhodesianum H13对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,并产生9.4mMCl-;30mM DCM对微生物有明显抑制作用,但在无机盐培养基中加入适量的硅油并形成硅油-水双相体系后,M. rhodesianum H13对DCM的耐受浓度有所提高,降解速率得到加快。 对细胞扩大培养的前期条件及菌剂制备进行了初步研究,结果表明,DL-苹果酸是菌体扩大培养较适宜的碳源,DL-苹果酸的最佳浓度和菌体最适培养时间分别为4g/L和36h；制备了以草炭为载体的固态菌剂,通过性能测定后发现其具有良好的保藏效果。 【关键词】：二氯甲烷 生物降解 响应面法 固态菌剂 Methylobacterium rhodesianum
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X172
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 符号说明12-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 二氯甲烷的物理化学性质13-14
• 1.2 DCM的污染及其治理现状14-15
• 1.2.1 DCM的来源和污染状况14
• 1.2.2 DCM的危害14-15
• 1.3 DCM含量的检测方法15-16
• 1.3.1 铜敏双火焰光度测定法15
• 1.3.2 直接顶空气质联用法15-16
• 1.3.3 热解吸气相色谱测定法16
• 1.4 DCM污染的处理技术16-21
• 1.4.1 物理化学法16-17
• 1.4.2 生物降解技术17-21
• 1.5 DCM的生物净化工艺21-22
• 1.5.1 废气中DCM的生物净化21-22
• 1.5.2 废水中DCM的生物净化22
• 1.6 DCM生物降解的应用前景及展望22-23
• 1.7 课题研究的意义和内容23-25
• 1.7.1 课题研究目的和意义23
• 1.7.2 课题研究内容23-24
• 1.7.3 课题创新之处24
• 1.7.4 课题来源24-25
• 第二章 DCM降解菌的筛选与鉴定25-38
• 2.1 引言25
• 2.2 实验材料25-28
• 2.2.1 材料和培养基25-26
• 2.2.2 主要试剂和仪器26-28
• 2.3 检测方法28
• 2.4 实验方法28-29
• 2.4.1 降解菌的富集与驯化28-29
• 2.4.2 降解菌的分离纯化29
• 2.4.3 降解菌种的保存29
• 2.5 降解菌株的形态观察和生理生化鉴定29-32
• 2.5.1 染色和形态观察29-30
• 2.5.2 生理生化鉴定30-32
• 2.6 分离菌株的全细胞脂肪酸分析32
• 2.7 降解菌16S rDNA的PCR扩增和序列测定32-34
• 2.7.1 菌株DNA的提取32-33
• 2.7.2 16S rDNA的PCR扩增33
• 2.7.3 遗传距离矩阵与系统发育树的构建33-34
• 2.8 结果与讨论34-37
• 2.8.1 DCM降解菌株的分离纯化34
• 2.8.2 菌株的形态特征34
• 2.8.3 菌株的生理生化特性34-35
• 2.8.4 分离菌株的全细胞脂肪酸分析35-36
• 2.8.5 菌株的16S rDNA序列分析36-37
• 2.9 本章小结37-38
• 第三章 M.rhodesianumH13菌株降解条件优化的研究38-61
• 3.1 前言38
• 3.2 实验材料38-39
• 3.2.1 菌种38
• 3.2.2 培养基38-39
• 3.2.3 主要仪器设备及检测方法39
• 3.3 实验方法39-41
• 3.3.1 菌浓度-吸光度曲线绘制39
• 3.3.2 菌株M.rhodesianumH13生长曲线的测定39-40
• 3.3.3 培养基初始pH对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响40
• 3.3.4 供氧条件对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响40
• 3.3.5 温度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响40
• 3.3.6 氮源对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响40-41
• 3.3.7 不同(NH_4)_2SO_4浓度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响41
• 3.3.8 DCM浓度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响41
• 3.3.9 液-液双相体系降解高浓度DCM的研究41
• 3.4 响应面法优化M.rhodesianumH13菌体的降解条件41-43
• 3.4.1 Plackett-Burman设计42
• 3.4.2 中心组合实验42-43
• 3.4.3 响应面分析及最优水平确定43
• 3.4.4 响应面分析结果的验证43
• 3.5 结果与讨论43-59
• 3.5.1 M.rhodesianumH13菌生长曲线的测定43-44
• 3.5.2 培养基初始pH对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响44-45
• 3.5.3 供氧条件对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响45-46
• 3.5.4 温度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响46-47
• 3.5.5 氮源对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响47-48
• 3.5.6 不同(NH_4)_2SO_4浓度对M.rhodesianumH13菌株降解性能的影响48-49
• 3.5.7 DCM浓度对M rhodesianumH13菌株降解性能的影响49-52
• 3.5.8 液-液双相体系降解高浓度DCM的研究52-53
• 3.5.9 响应面法优化M.rhodesianumH13菌体的降解条件53-59
• 3.6 本章小结59-61
• 第四章 菌体扩大培养的前期条件及菌剂制备的研究61-69
• 4.1 前言61
• 4.2 实验材料61
• 4.3 实验方法61-63
• 4.3.1 适宜碳源的选择61-62
• 4.3.2 碳源浓度的选择62
• 4.3.3 最佳时间的选择62
• 4.3.4 菌剂的制备62-63
• 4.3.5 菌剂对DCM降解性的测定63
• 4.4 结果与讨论63-68
• 4.4.1 碳源的选择63-64
• 4.4.2 碳源浓度的选择64-65
• 4.4.3 最佳时间的选择65-67
• 4.4.4 菌剂的制备67-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第五章 结论与建议69-71
• 5.1 实验结论69-70
• 5.2 建议70-71
• 参考文献71-78
• 致谢78-79
• 攻读学位期间发表的学术论文目录79

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