波茨坦短芽孢桿菌降解4-氯酚與苯酚的特性及其動力學(xué)研究.pdf

1、氯酚是一種常見的酚類化合物，它是由氯原子取代了苯酚環(huán)狀結(jié)構(gòu)上一定數(shù)目的氫原子而形成的。氯酚作為工業(yè)原料，在化工、制藥、染料、造紙、殺蟲劑、防腐劑等行業(yè)被普遍應(yīng)用。氯酚具有高毒性和“致癌、致畸、致突變”性，它們在環(huán)境中的長期停留，會嚴(yán)重危害人體健康以及生態(tài)環(huán)境，正因如此，美國EPA優(yōu)先將此類污染物作為重點列入優(yōu)先控制污染物的黑名單中。含有氯酚的廢水嚴(yán)重污染環(huán)境，并且難以處理，是當(dāng)前國內(nèi)外環(huán)境工程領(lǐng)域研究的熱點與難點。與物理、化學(xué)法相比，微

2、生物降解法是一種低成本，高效率，低能耗，易操作，無二次污染。其中，高效菌技術(shù)具有很好的生物降解性和耐受性，能夠針對性地降解較高濃度的氯酚。因此，本研究在好氧條件下利用氯酚高效降解菌，對其降解特性進(jìn)行研究，為氯酚類廢水污染治理提供一定的指導(dǎo)依據(jù)。
　　本課題以4-氯酚作為研究目標(biāo)物質(zhì)，使用為本驗室已經(jīng)分離鑒定、培養(yǎng)且保存完好的波茨坦短芽孢桿菌。通過單因素研究法，在不同的實驗環(huán)境條件中，研究該菌降解4-氯酚的生物特性，確定了它的最佳降

3、解條件:適宜溫度:30℃;pH:7.0;搖床轉(zhuǎn)速:160r/min;接種量:5％。在這種最適宜的生長環(huán)境下，4-氯酚能夠作為碳源和能源，被該菌株利用并降解，而且其最大降解能力可達(dá)300 mg/L，完全降解200mg/L、250mg/L及300mg/L4-氯酚所需時間分別為48h、63h和84h。運用酶活分析進(jìn)一步探究，結(jié)果表明4-氯酚可誘導(dǎo)該菌合成氯代鄰苯二酚1，2-加氧酶，降解途徑是鄰位裂解途徑。
　　本文還以4-氯酚為單底物進(jìn)

4、行了動力學(xué)研究，樣品系列中的4-氯酚初始濃度從0-300mg/L，以50mg為間隔依次遞增，建立了Haldane模型，并借助Origin軟件分析所得數(shù)據(jù)，完成非線性擬合，回歸得到的相關(guān)參數(shù)有:μmax=0.185h-1、Ks=30.45mg/L、Kt=127.62mg/L，相關(guān)系數(shù)R2=0.98，該模型可以很好地描述菌體生長。
　　含酚廢水中的污染物質(zhì)多種多樣，將研究僅僅局限在單一底物降解層面的意義不大，本課題進(jìn)一步考察了該菌株在

5、4-氯酚與苯酚的雙底物混合生物降解系統(tǒng)中，細(xì)胞的生長情況和底物降解特性。在較寬的底物濃度范圍內(nèi)(苯酚初始濃度0-1400mg/L，4-氯酚濃度0-80mg/L)進(jìn)行了混合雙底物的動力學(xué)研究。在4-氯酚和苯酚雙底物降解過程中，4-氯酚的存在會抑制苯酚的降解，4-氯酚初始濃度為40mg/L時，1400mg/L苯酚被完全降解耗時更長，菌體優(yōu)先利用苯酚為碳源和能源，苯酚被完全降解后大部分4-氯酚才開始被降解。苯酚對4-氯酚降解的影響，當(dāng)苯酚濃度