高效硝基苯降解菌的分离及降解特性研究

摘要

硝基苯(Nitrobenzene)又名密斑油、苦杏仁油，一种无色或微黄色具苦杏仁味的油状液体。其作为有机合成中间体及生产苯胺的原料，广泛应用于染料、香料、炸药、杀虫剂等化工行业，具有化学性状稳定、难降解和高毒性等特点，进入环境后会造成严重的生态环境污染，因此被列入《环境优先控制有毒有机污染物》的名单。本文作者从硝基苯污水处理池中筛选分离得到一株能利用硝基苯为唯一碳源且将其高效降解的菌株，命名为NB-K菌株。
　　首先，对NB-K菌株进行16S rDNA测序比对。序列分析显示其与Klebsiella variicola的16S rDNA序列相似度达99％，结合NB-K菌株的主要生理生化特征，将NB-K菌株鉴定为Klebsiella.sp(GenBank登录号为KC354804)。
　　其次，对菌株NB-K降解硝基苯的特性进行了研究。结果表明，NB-K菌株以硝基苯为唯一碳源生长时，降解硝基苯的最适温度为35℃，最佳pH7.0，最佳接种量5％，后期所做的正交实验也验证了上述条件组合为最佳降解组合。在此组合下50h内对600mg/L硝基苯降解率达到98％，降解后的硝基苯浓度已经接近国家规定的排放标准。实验表明外加一定量的葡萄糖能有效缩减降解时间，且该菌株对外界环境适应性较强，能耐受硝基苯最高浓度接近1500mg/L，pH5～9范围内上述条件下对硝基苯降解率均在90％以上同时3％以下的盐浓度对菌株降解无影响，具有应用于实际污水处理中的潜力，可作为硝基苯污染环境的生物修复菌株。
　　最后对降解过程动力学进行了初步研究，发现零级反应方程能较好地描述该菌对硝基苯的降解过程，即硝基苯以较为恒定的速率被降解。在硝基苯初始浓度为600mg/L时能达到最大降解速率12.74mg/(L·h)，为近些年相关报道中最高，高于或低于这个浓度，降解速率均有不同程度的下降，而1000mg/L以上的硝基苯浓度对菌株的降解产生的抑制作用非常明显。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 硝基苯的理化性质

1．2 硝基苯的用途

1．3 硝基苯对生物的影响

1．3．1 硝基苯对农作物的影响

1．3．2 硝基苯对水生生物的影响

1．3．3 硝基苯对动物以及人体的影响

1．4 硝基苯的物理、化学处理方法

1．4．1 物理法

1．4．2 化学法

1．5 微生物降解硝基苯的研究

1．5．1 微生物的概念及种类

1．5．2 微生物在自然界中的地位及作用

1．5．3 微生物降解硝基苯的途径和机理

1．5．4 微生物降解硝基苯的研究进展

2 引言

2．1 研究目的和意义

2．2 主要研究内容

3 材料和方法

3．1 材料

3．1．1 菌种

3．1．2 实验主要药品及试剂

3．1．3 实验主要仪器

3．1．4 培养基

3．2 方法

3．2．1 硝基苯降解菌的筛选

3．2．2 菌体细胞浓度的测定

3．2．3 硝基苯浓度的测定方法

3．2．4 硝基苯降解菌株NB-K的鉴定

3．2．5 NB-K菌株的培养与保存

3．2．6 分子水平鉴定

3．2．7 分离菌株NB-K的降解特性研究

3．2．8 NB-K菌株降解动力学研究

4 结果和分析

4．1 高效降解菌株的分离与鉴定

4．1．1 NB-K菌株的形态特征

4．1．2 NB-K菌株的生理生化鉴定

4．1．3 NB-K的16S rDNA序列测定及系统发育树分析

4．2 菌株NB-K的生长及降解特性研究

4．2．1 菌株NB-K生长曲线

4．2．2 温度对NB-K降解性能的影响

4．2．3 pH对NB-K降解性能的影响

4．2．4 摇床转速对NB-K降解性能的影响

4．2．5 接种量对NB-K降解性能的影响

4．2．6 菌株NB-K生长与降解硝基苯的关系

4．2．7 外加碳源(葡萄糖)对NB-K降解性能的影响

4．2．8 不同氮源对NB-K降解性能的影响

4．2．9 正交试验对影响因素的分析

4．2．10 菌株NB-K的耐盐度研究

4．2．11 NB-K菌株降解动力学研究

5 结论与讨论

5．1 结论

5．2 讨论

参考文献