含氮雜環(huán)芳烴廢水的生物降解及其毒性變化.pdf

1、上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要題目：含氮雜環(huán)芳烴廢水的生物降解及其毒性變化學(xué)科專業(yè)：環(huán)境科學(xué)學(xué)位申請(qǐng)人：張寅指導(dǎo)教師姓名：張永明摘要含氮雜環(huán)芳烴化合物( N i t r o g e n H e t e r o c y c l i cC o m p o u n d s ，N H C s ) 的典型廢水是焦化廢水，它是一類高氮、高毒和強(qiáng)生物抑制性的工業(yè)廢水，其中的吡啶、喹啉和咔唑又是氮雜環(huán)芳烴的代表性污染物，并均具有“三致”效應(yīng)。焦化廢水的

2、處理工藝常用傳統(tǒng)的生物處理法，而氮雜環(huán)芳烴等有機(jī)物在此工藝中處理效果不佳。因此，焦化廢水的處理長期以來都是我國工業(yè)廢水處理的難題。相對(duì)于化學(xué)法、高級(jí)氧化法、物理法等處理方法，傳統(tǒng)的生物處理仍具有其特殊的優(yōu)勢(shì)，如無二次污染物產(chǎn)生，排水毒性低，投資和運(yùn)行費(fèi)用較低等。因此，生物法處理焦化廢水仍然具有競(jìng)爭(zhēng)力。本研究的目的是：利用復(fù)合菌劑生物強(qiáng)化降解含氮雜環(huán)芳烴廢水，解析其共降解機(jī)理，探索降解過程中毒性物質(zhì)的復(fù)合毒性變化規(guī)律。研究內(nèi)容包括：從實(shí)驗(yàn)

3、室菌種庫中優(yōu)選比較高效菌種，并復(fù)配一種復(fù)合菌劑；將復(fù)合菌劑用于模擬焦化廢水和實(shí)際焦化廢水的降解，研究復(fù)合菌劑的降解機(jī)理和系統(tǒng)微生物的結(jié)構(gòu)變化，并解析含氮雜環(huán)芳烴廢水降解過程中遺傳毒性變化規(guī)律；探討降解過程中水質(zhì)指標(biāo)、系統(tǒng)微生物和遺傳毒性的關(guān)系。本研究優(yōu)選出4 株高效細(xì)菌，分別是P a r a c o c c u ss p ．B W 0 0 1 ( 吡啶降解菌) 、S h i n e l l a z o o g l o e o i d e

4、 s B C 0 0 2 6 ( 吡啶降解菌) 、P s e u d o m o n a ss p ．B W 0 0 3 ( 喹啉降解菌) 、P s e u d o m o n a s s p ．B W 0 0 4 ( 喹啉降解菌) 、P s e u d o m o n a ss p ．B C 0 3 9 和P s e u d o m o n a s s p ．B C 0 4 6 ( 咔唑降解菌) 。并將4 株菌制成菌液，按菌密度O D

5、 6 0 2 值的比例B C 0 2 6 ：B W 0 0 ：B C 0 3 9 ：B C 0 4 6 = 0 ．1 0 ：0 ．1 0 ：0 ．0 5 ：0 ．0 5 ，配制成復(fù)合菌劑M 1 9 。對(duì)比4 株單菌與復(fù)合菌劑M 1 9 對(duì)單基質(zhì)( 吡啶或喹啉或咔唑) 或三基質(zhì)( 吡啶、喹啉和咔唑共存) 的降解，復(fù)合菌劑M 1 9 對(duì)吡啶、喹啉和咔唑均有較強(qiáng)的降解能力，且共基質(zhì)情況下降解效率有所提高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：單菌完全降解單基質(zhì)吡啶需

6、要1 2 ．1 h ，復(fù)合菌劑完全降解單基質(zhì)吡啶和復(fù)合基質(zhì)中的吡啶分別需要1 0 ．1 和1 4 ．2 h ；單菌完全降解單基質(zhì)喹啉上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要T h e s i s t o p i c ：B i o d e g r a d a t i o n a n d T o x i c i t y S t u d y o f t h e N i t r o g e n H e t e r o c y c l i c C o m

7、p o u n d sW a s t e w a t e rP r o f e s s s i o n a ld i s c i p l i n e s ：E n v i r o n m e n t a lS c i e n c eD e g r e e a p p l i c a n t ：Y i nZ h a n gD i r e c t o r ：Y o n g m i n gZ h a n gA b s t r a c ti l

8、 l l l l l l l i i l l l l l l t l l l l l l t l l l t l l l t l l t t l l t ．Y 2 2 8 4 3 0 l i l l l 6 {T h ec h a r a c t e r i s t i cr e p r e s e n t a t i v eo f N i t r o g e nh e t e r o c y c l i cc o m p o u n

9、d s ( N H C s ) w a s t e w a t e r i sc o k i n gw a s t e w a t e r ．T h e c h a r a c t e r i s t i co fw a s t e w a t e ri s h i g hn i t r o g e n ，t o x i ca n d i n h i b i t i o r y ．T h et y p i c a lo r g a n

10、i cp o l l u t a n ti nt h eN H C s w a s t e w a t e ri s p y r i d i n e ，q u i n o l i n ea n dc a r b a z o l e ，w h i c ha r et e r a t o g e n e s i s ，c a n c e r o g e n i ca n dm u t a g e n e s i s ．T h et r a

11、d i t i o n a lt r e a t m e n to fw a s t e w a t e ri sb i o l o g i c a lt r e a t m e n t ，b u tt h ee f f i c i e n to f t r e a t m e n ti sn o t g o o d ．S ot h ep r o b l e m o f r u n n i n gc o k i n g w a s t

12、e w a t e rj sd i f f i c u l t ．C o m p a r e dw i t hc h e m i c a l ，p h y s i c a l o ra d v a n c e d o x i d a t i o nm e t h o d ，t h et r a d i t i o n a lb i o l o g i c a lm e t h o dh a sm u c hs u p e r i o r

13、 i t y ．T h et r a d i t i o n a lb i o l o g i c a l m e t h o d i s n os e c o n d a r yp o l l u t i o n ，l o wt o x i ca n dc o s t ．S ot h e b i o l o g i c a lt r e a t m e n ti ss t i l lc o m p e t i t i v e n e

14、s s ．T h ea i m o ft h es t u d yi st h a tt h eb i o d e g r a d a t i o nm e c h a n i s m o f N H C s w a s t e w a t e rb y b a c t e r i u mo r b a c t e r i a lc o n s o r t i u mi sa n a l y s e d ，a n d t h et r

15、a n s f o r m a t i o n a lt o x i c i t yo fb i o l o g i c a ld e g r a d i n gp r o c e s si ss e a r c h e d ．T h ec o n t e n t o fs t u d yi st h a tb a c t e r i u mc o m e sf r o mm i c r o b i a lb a n k ，m a dt

16、 h e nt h eb e s tb a c t e r i ai s s e l e c t e da n dt h eb e s tb a c t e r i a l c o n s o r t i u m i s m a t c h e d ；T h es i m u l a t i v e o rc o k i n g w a s t e w a t e r i s b i o d e g r a d e d b yt h e

17、m i r c r o o r g a n i s m ，t h e b i o d e g r a d a t i o n m e c h a n i s m o f N H C s a n d t h e s t r u c t u r e o f s y s t e mm i r c r o o r g a n i s mi sd i s c u s s e d ，a n dt h et o x i ct r a n s f o

18、r m a t i o ni sa n a l y s e d ；t h er e l a t i o n s h i pd u r i n gt h ew a t e r - q u a l i t y , s y s t e mb a c t e r i a a n d t o x i c i t yi ss t u d i e d ，I nt h i ss t u d y4 b a c t e r i aa r es e l e

19、c t e d ，w h i c ha r e P a r a c o c c u ss p ．B W 0 0 1 ，S h i n e l l az o o g t o e o i d e sB C 0 0 2 6 ．P s e 磁0 m 。n 傀ss p ? B W 0 0 3 ，P s e u d o } n o 船a ss p —B W 0 0 4 ，P s e u d o m o n a s s p ．B C 0 3 9 幫n

20、 e 亂d b 磁o n a s s p ．B C 0 4 6 ．A n d t h e n 4 b a c t e r i a a r e m i x e d ，a c c o r d i n g t o t h e p r o p o r t i o n o fO D 6 0 2 ( B C 0 2 6 ：B W 0 0 ：B C 0 3 9 ：B C 0 4 6 = 0 ．1 0 ：0 ．t 0 ：0 ．0 5 ：0 ．0 5 )

21、 ，n a m e dM 1 9T h e b i o d e g r a d a t i o no fp y r i d i n e ( q u i n o l i n eo rc a r b a z o l e ) o rc o e x i s tN H C s b ys i n g l es t r a i n o ’M 19 ．t h ed e g r a d i n ge f f i c i e n to f M l9 i s