论文部分内容阅读
间甲酚和吡啶是焦化、印染等工业废水中常见的有机物,有致癌、致畸、致突变的性质,它们也是我国优先控制的污染物。间甲酚和吡啶作为重要的化工原料,随着用量的增加,对环境和人体健康都会产生潜在的危害,这些物质的存在,是造成工业废水难被生物降解的主要原因。同时,由于工业废水本身成分的复杂性,纯菌降解单一污染物的研究在应用上受到限制。本文利用从活性污泥中筛选获得的1株高效降解菌,研究了纯菌的降解特性,并考察了单基质、双基质的降解过程。研究结果如下:从广东韶关钢铁集团焦化厂废水处理站活性污泥中分离得到一株间甲酚的高效降解菌,该菌经生理生化测试以及16S rRNA分析鉴定为一株新的芽孢杆菌Lysinibacillus cresolivorans。研究了该菌在不同培养条件下对间甲酚的生物降解特性,确定了该菌降解间甲酚的最佳条件为:pH值为7,温度为35℃,菌种接种量10%。外加氮源CO（NH2）2比NH4Cl、（NH4）2SO4和NH4NO3更有利于间甲酚的降解;外加葡萄糖能够诱导、促进高浓度间甲酚的降解。在最佳生长条件下,间甲酚在54.1 mg/L-529.1 mg/L范围内的降解符合零级反应动力学。当间甲酚初始浓度为224.2 mg/L时,Lysinibacillus cresolivorans对间甲酚降解的反应速率常数达最大值46.803 mg/（L·h）,平均降解速率为18.682 mg/（L·h）。分别以间甲酚、吡啶作为菌体生长的唯一碳源和能源,在初始间甲酚浓度为0-1000 mg/L、初始吡啶浓度为0-120 mg/L的范围内,利用Haldane模型研究了单底物的细胞生长动力学。利用Origin7.5软件对实验数据进行了非线性回归,结果表明,该模型能够可以很好的描述菌体生长和间甲酚、吡啶的降解行为。本文进一步考察了Lysinibacillus cresolivorans在间甲酚和吡啶的双底物系统中的细胞生长和底物降解特性。结果表明,混合体系中菌体的生长是两种底物相互作用的结果,并且在底物降解过程中,间甲酚和吡啶之间存在着交叉抑制的现象,间甲酚对吡啶降解的抑制作用强于吡啶对间甲酚降解的抑制作用。采用不同的细胞破碎方法对降解间甲酚的菌体细胞进行细胞破碎并提取酶,对比发现,机械破碎法的酶提取效果明显好于酶溶法和表面活性剂法。通过对间甲酚降解过程的酶活分析,初步判定Lysinibacillus cresolivorans以间位裂解途径对间甲酚进行降解。