厌氧条件下Shewanella marisflavi EP1对2,4--二硝基甲苯和二甲戊乐灵的还原转化

摘要

2，4-二硝基甲苯（2，4-DNT）主要作为生产甲苯二胺、农药、橡胶、聚氨酯和染料等过程中的中间体，近些年来，随着化工工业的高速发展，各行各业对2，4-DNT的需求量持续增加，不合理的排放也不可避免地增加了对环境的负荷。鉴于DNT及其转化产物对人类及生态环境具有严重的危害性，对DNT废水的处理已备受关注。而二甲戊乐灵是农业生产中使用量较大的一种芽前二硝基苯胺除草剂，其在环境中的持久性已经引起广泛关注。为更好的理解其在厌氧条件下的环境归趋，研究了Shewanella marisflavi EP1厌氧生物转化2，4-DNT和二甲戊乐灵的能力以及不同环境因子对该转化的影响。试验以乳酸钠作为电子供体，2，4-DNT、二甲戊乐灵分别为唯一的电子受体，EP1为还原菌，分别设置不同的反应体系研究菌的生长以及EP1对2，4-DNT和二甲戊乐灵还原的情况。结果表明，S.marisflavi EP1在厌氧条件下能有效还原转化2，4-DNT和二甲戊乐灵，核黄素的存在加快了还原反应速率，而呼吸抑制剂Cu2+、双香豆素和甲吡酮能够延迟甚至终止还原转化反应，表明2，4-DNT和二甲戊乐灵的还原转化是与电子传递链相关联的微生物呼吸过程。此外，EP1还原2，4-DNT的最优条件分别为pH9.0，温度40℃，盐度2％，而EP1还原二甲戊乐灵的最优条件分别为pH8.0，温度35℃，盐度2％。本研究不仅扩展了希瓦氏菌利用电子受体的潜力，也为处理硝基化合物的污染修复提供依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 2，4-二硝基甲苯的性质、来源、污染现状及处理方法

1．1．1 2，4-DNT的理化性质

1．1．2 2，4-DNT的来源及污染现状

1．1．3 2，4-DNT的处理方法

1．1．4 生物处理2，4-DNT的代谢途径

1．2 二甲戊乐灵的性质、来源、污染现状及处理方法

1．2．1 二甲戊乐灵的理化性质

1．2．2 二甲戊乐灵的来源及污染现状

1．2．3 二甲戊乐灵的处理现状

1．3 Shewaneila菌属研究现状

1．4 本课题研究的目的和内容

第二章 S．marisflavi EP1厌氧转化2，4-二硝基甲苯的研究

2．1 引言

2．2 实验仪器与试剂

2．2．1 实验菌株

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验试剂

2．3 实验方法

2．3．1 储备液的制备

2．3．2 培养基的配制

2．3．3 S．marisflavi EP1的培养

2．3．4 梯度稀释平板计数法

2．3．5 2，4-DNT的浓度对S．marisflavi EP1厌氧生长的影响实验

2．3．6 S．marisflavi EP1对2，4-DNT的生物转化及中间产物分析实验

2．3．7 S．marisflavi EP1的生物转化实验

2．3．8 环境因素对EP1还原2，4-DNT的影响实验

2．3．9 核黄素对S．marisflavi EP1还原2，4-DNT的影响实验

2．3．10 Cu2+对S．marisflavi EP1还原2，4-DNT的影响实验

2．3．11 双香豆素对S．marisflavi EP1还原2，4-DNT的影响实验

2．3．12 甲吡酮对S．marisflavi EP1还原2，4-DNT的影响实验

2．3．13 化学分析

2．4 结果与讨论

2．4．1 标准曲线的绘制

2．4．2 2，4-DNT作为唯一的电子受体S．marisflavi EP1生长状况

2．4．3 2，4-DNT的生物转化

2．4．4 2，4-DNT的还原产物及途径分析

2．4．5 2，4-DNT初始浓度对还原的影响

2．4．6 温度对EP1还原2，4-DNT的影响

2．4．7 pH对EP1还原2，4-DNT的影响

2．4．8 盐度对EP1还原2，4-DNT的影响

2．4．9 核黄素对S．marisflavi EP1还原2，4-DNT的促进作用

2．4．10 Cu2+对S．marisflavi EP1还原2，4-DNT的抑制作用

2．4．11 双香豆素对S．marisflavi EP1还原2，4-DNT的抑制作用

2．4．12 甲吡酮对S．marisflavi EP1还原2，4-DNT的抑制作用

2．5 本章小结

第三章 S．marisflavi EP1还原二甲戊乐灵的研究

3．1 引言

3．2 实验仪器与方法

3．2．1 实验菌株

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验试剂

3．3 材料与方法

3．3．1 储备液的制备

3．3．2 培养基的配制

3．3．3 S．marisflavi EP1的培养

3．3．4 梯度稀释平板计数法

3．3．5 二甲戊乐灵的浓度对S．marisflavi EP1厌氧生长的影响实验

3．3．6 S．marisflavi EP1的生物转化实验

3．3．7 环境因素对EP1还原二甲戊乐灵的影响实验

3．3．8 核黄素对S．marisflavi EP1还原二甲戊乐灵的影响实验

3．3．9 Cu2+对S．marisflavi EP1还原二甲戊乐灵的影响实验

3．3．10 双香豆素对S．marisflavi EP1还原二甲戊乐灵的影响实验

3．3．11 甲吡酮对S．marisflavi EP1还原二甲戊乐灵的影响实验

3．3．12 化学分析

3．4 结果与讨论

3．4．1 二甲戊乐灵标线的绘制

3．4．2 二甲戊乐灵作为唯一的电子受体S．marisflavi EP1生长状况

3．4．3 二甲戊乐灵的生物转化

3．4．4 温度对EP1还原二甲戊乐灵的影响

3．4．5 pH对EP1还原二甲戊乐灵的影响

3．4．6 盐度对EP1还原二甲戊乐灵的影响

3．4．7 核黄素对S．marisflavi EP1还原二甲戊乐灵的促进作用

3．4．8 Cu2+对S．marisflavi EP1还原二甲戊乐灵的抑制作用

3．4．9 双香豆素对S．marisflavi EP1还原二甲戊乐灵的抑制作用

3．4．10 甲吡酮对S．marisflavi EP1还原二甲戊乐灵的抑制作用

3．5 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

图表附录

致谢

攻读硕士学位期间发表学术论文情况