蒽醌染料中间体溴氨酸的生物降解行为和降解机理研究

摘要

该文从化工厂污泥中筛选出多株溴氨酸高效降解菌株,以对溴氨酸降解脱色效果最好的菌株N1作为实验菌株,考察了其降解溴氨酸的动力学、热力学特征及影响因素;通过多种化学分析手段和分子生物学方法及前人的研究成果,提出了N1菌株溴氨酸降解的可能途径和分子机理;此外,还研究了固定化N1菌株的溴氨酸降解特性及混合菌在模拟生物反应装置中对溴氨酸模拟废水的降解行为,为实际应用打下基础;最后,研究了N1菌株对溴氨酸污染土壤的生物修复作用.由于实际废水成分复杂,单一菌株不能对其达到很好的处理效果,该文以混合菌为实验菌株研究了其对溴氨酸的降解特性.摇瓶实验表明,与单菌N1相比,无论是对温度、pH还是盐度,混合菌的耐受程度都有所提高.混合菌在自行设计的溴氨酸模拟废水处理装置中降解速度很快,其对溴氨酸的降解符合零级反应速率方程,反应速率随着溴氨酸初始浓度和实验批次的增加而增大.混合菌在反应装置中对不同浓度的溴氨酸进行间歇式连续处理均能达到很好的效果,因此在实际废水处理工艺中具有很强的可操作性.该文还初步研究了以土壤为介质时N1菌对溴氨酸的降解作用,表明N1菌在溴氨酸污染土壤的生物修复中有很好的应用前景.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1染料的生物降解研究

1.2蒽醌染料中间体溴氨酸的生物降解研究进展

1.3立论依据和主要研究内容

第二章溴氨酸降解菌株的分离和鉴定

第一节溴氨酸降解菌株的筛选和初步鉴定

1材料和方法

2结果与讨论

第二节溴氨酸降解菌株降解特性的初步研究

1材料和方法

2结果与讨论

第三节N1菌株的16S rDNA序列分析

1材料与方法

2结果与讨论

第四节本章小结

第三章鞘氨醇单胞菌N1的生长条件实验及溴氨酸降解动力学研究

第一节N1菌株最佳培养条件的选择

1实验部分

2正交实验法确定溴氨酸最适降解条件

第二节溴氨酸降解菌株N1生长和溴氨酸降解的温度效应

1实验方法

2数据处理方法

3结果与讨论

第三节鞘氨醇单胞菌N1的溴氨酸降解动力学研究

1实验方法

2数据处理方法

3结果与讨论

第四节不同盐度对N1菌株降解溴氨酸的影响

1实验方法

2结果与讨论

第五节重金属对N1菌株降解溴氨酸的影响

1重金属抑菌浓度的检测

2重金属存在时N1菌株降解溴氨酸动力学方程的建立

第六节外加营养物对N1菌株降解溴氨酸的影响

1实验方法

2结果与讨论

第七节本章小结

第四章鞘氨醇单胞菌N1的固定化研究

4.1材料和方法

4.2结果与讨论

4.2.1固定化细胞的形态

4.2.2最佳固定化条件的确定

4.2.3固定化细胞的影响因素

4.2.4固定化细胞与游离细胞降解溴氨酸的比较

4.2.5固定化细胞的重复使用稳定性

4.2.6固定化细胞的低温储存稳定性

4.3本章小结

第五章鞘氨醇单胞菌N1的溴氨酸降解机理研究

第一节溴氨酸降解过程中的紫外—可见光谱分析及N1菌株对不同底物的降解作用

1溴氨酸降解过程中的紫外—可见光谱分析

2 N1菌株对不同底物的降解作用

第二节溴氨酸降解产物的化学基团分析

1 N1菌株对氮源和硫源的利用情况

2溴氨酸降解前后培养液中的离子色谱检验

3溴氨酸降解产物的红外光谱分析

第三节溴氨酸降解终产物分析

1溴氨酸降解产物的质谱测定

2溴氨酸降解产物的1H-NMR谱分析

第四节C23O基因的检测

1材料和方法

2结果与讨论

第五节溴氨酸降解途径的推测

第六节本章小结

第六章混合菌的溴氨酸降解特性研究

第一节混合菌摇瓶实验

1材料与方法

2结果与讨论

第二节混合菌在小型生物接触氧化装置中的降解特性

1反应装置的启动和运行

2结果与讨论

第三节本章小结

第七章鞘氨醇单胞菌N1对溴氨酸污染土壤的生物修复

7.1材料和方法

7.2结果与讨论

7.2.1溴氨酸在土壤中的降解曲线

7.2.2不同初始浓度的溴氨酸在土壤中的降解情况

7.2.3不同接菌量对土壤中溴氨酸降解的影响

7.3本章小结

第八章结论、创新点和建议

8.1结论

8.2创新点

8.3建议

参考文献

攻读博士期间发表和提交的论文

致谢