四溴双酚A好氧共代谢降解特性及其机理研究

摘要

四溴双酚A(tetrabromobisphenol-A，TBBPA)是全球生产量最大、使用最广泛的溴代阻燃剂，目前在大气、水体、沉积物和土壤等环境介质及生物体内均已检出其存在，四溴双酚A具有持久性有机污染物的特征，在环境中可长期存在，并对生态环境及人体造成严重危害，因此关于四溴双酚A的环境行为及归趋，已引起了人们的广泛关注。生物降解是四溴双酚A在环境中降解的重要途径，而目前有关四溴双酚A的生物降解研究主要集中于厌氧降解过程，而对其好氧降解研究较为罕见。
　　为研究四溴双酚A好氧降解特性，采用选择富集法从辽宁省大连市春柳河污水处理厂二沉池的活性污泥中分离出一株能够高效降解四溴双酚A的菌株。根据其形态、生理生化特性及16S rDNA核苷酸序列分析，该菌株被鉴定为假单胞菌属。
　　实验通过添加不同浓度的苯酚、甲醇、乙醇、甲酸钠、乙酸钠、葡萄糖、酵母粉为共代谢基质考察四溴双酚A降解效率。研究结果表明四溴双酚A可通过好氧共代谢方式实现降解，其中乙醇、甲酸钠、乙酸钠、葡萄糖、酵母粉均会促进四溴双酚A的降解，其中以葡萄糖为共代谢碳源时，四溴双酚A降解率最高。因此选取葡萄糖作为四溴双酚A好氧共代谢降解的最佳碳源。
　　在葡萄糖为共代谢碳源的条件下，采用单因素法优化四溴双酚A好氧降解的最佳条件，结果表明:四溴双酚A降解的最优条件为葡萄糖8 g/L，牛肉膏0.5 g/L，NH4NO32g/L，pH值为7.0，温度为35℃，摇床转速为150 r/min。在该条件下，菌株对四溴双酚A的降解反应过程符合一级动力学特征，10 mg/L四溴双酚A的降解率高达95.6％，同时对2，4，6-三溴酚与双酚A也有很高的降解效率。
　　在最优条件下降解四溴双酚A，取上清液进行萃取浓缩，进行斑马鱼急性毒性实验。结果表明相比于四溴双酚A，其产物对斑马鱼的有较低毒性。并通过LC-MS确定四溴双酚A降解的主产物为3-(3-溴-4-羟基-苯酚)-3-羟基丁酸、2-(3-溴-4-羟基-苯酚)-2-羟基丙酸、2,6-二溴-4-（1-羟基-乙烷基）苯酚并推断其降解途径。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 溴代阻燃剂分类及阻燃机理

1．1．1 溴代阻燃剂的分类

1．1．2 溴代阻燃剂阻燃机理

1．2 四溴双酚A概述

1．2．1 四溴双酚A物理化学性质

1．2．2 四溴双酚A的使用情况

1．2．3 四溴双酚A污染状况

1．3 四溴双酚A研究

1．3．1 四溴双酚A毒性研究

1．3．2 四溴双酚A物理化学降解研究

1．3．3 四溴双酚A光化学降解研究

1．3．4 四溴双酚A生物降解研究

1．4 共代谢

1．4．1 共代谢概念

1．4．2 共代谢作用机理

1．4．3 微生物共代谢影响因素

1．5 论文研究目的内容及技术路线

1．5．1 论文研究目的及意义

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

2 实验部分

2．1 实验材料与仪器

2．1．1 菌种来源

2．1．2 培养基

2．1．3 实验试剂

2．1．4 实验药品

2．1．5 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 降解菌的富集方法

2．2．2 降解菌的分离方法

2．2．3 菌种的保存

2．2．4 菌株16S rDNA测序

2．2．5 单菌落生长曲线的测定

2．2．6 菌悬液的制备

2．2．7 水相样品中四溴双酚A的预处理

2．2．8 分析方法

3 四溴双酚A降解菌的分离鉴定

3．1 四溴双酚A降解菌的分离

3．2 四溴双酚A降解菌的生理生化特性

3．2．1 降解菌形态观察

3．2．2 降解菌抗性实验

3．3 菌株的鉴定

3．4 降解菌的生长曲线

4 四溴双酚A共代谢降解研究

4．1 不同种类共代谢碳源对四溴双酚A降解的影响

4．1．1 苯酚为共代谢碳源对四溴双酚A降解的影响

4．1．2 醇类为共代谢碳源对四溴双酚A降解的影响

4．1．3 有机酸盐共代谢碳源对四溴双酚A降解的影响

4．1．4 糖类为共代谢基质对四溴双酚A降解的影响

4．1．5 酵母粉为共代谢碳源对四溴双酚A降解的影响

4．2 最佳共代谢碳源的确定

4．3 共代谢降解四溴双酚A的条件优化

4．3．1 葡萄糖浓度对四溴双酚A好氧共代谢降解的影响

4．3．2 牛肉膏加入量对四溴双酚A好氧共代谢降解的影响

4．3．3 不同生长阶段的菌体对四溴双酚A好氧共代谢降解的影响

4．3．4 氮源加入量对四溴双酚A好氧共代谢降解的影响

4．3．5 初始pH对四溴双酚A好氧共代谢降解的影响

4．3．6 温度对四溴双酚A好氧共代谢降解的影响

4．3．7 转速对四溴双酚A好氧共代谢降解的影响

4．4 四溴双酚A静止细胞实验

4．5 最优条件下菌株对2，4，6-三溴酚、双酚A的降解

4．5．1 菌株对2，4，6-三溴酚的降解

4．5．1 菌株对双酚A的降解

4．6 本章小结

5 四溴双酚A好氧降解动力学及降解产物分析

5．1 不同浓度四溴双酚A降解动力学

5．2 四溴双酚A降解产物毒性研究

5．3 四溴双酚A好氧共代谢降解途径分析

5．3．1 四溴双酚A中间产物的测定

5．3．2 四溴双酚A好氧共代谢降解途径的推测

5．4 本章小结

结论

参考文献

附录A 四溴双酚A降解菌16S rDNA测序结果

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢