碘普羅胺及其類(lèi)似物降解菌的篩選及其強(qiáng)化生物去除研究.pdf

1、近年來(lái)，新型痕量污染物PPCPs即藥物及個(gè)人護(hù)膚品(Pharmaceuticals and Personal Care Products)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人類(lèi)安全的潛在危害性引起了人們的高度重視，成為了國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本文選擇PPCPs中常見(jiàn)碘化造影劑碘普羅胺及其類(lèi)似物碘美普爾作為研究對(duì)象。
　　 首先建立了水環(huán)境中痕量碘普羅胺及碘美普爾的固相萃取一高效液相(SPE-HPLC)檢測(cè)方法。選用HLB固相萃取小柱，用H2SO4調(diào)節(jié)

2、水樣PH=5，用8mL100％甲醇以1mL/min的流速進(jìn)行洗脫，對(duì)樣品進(jìn)行固相萃??；其進(jìn)行高效液相檢測(cè)的最優(yōu)色譜條件為：檢測(cè)器為紫外檢測(cè)器，柱型為Eclipse XDB C18分析色譜柱(4.6×150 mm，5μm)，最大吸收波長(zhǎng)242nm，柱溫25℃，流動(dòng)相為乙腈：水=9:91，流速0.4mL/min，進(jìn)樣量20μL。在此檢測(cè)條件下，碘美普爾的出峰時(shí)間在5.5min左右，碘普羅胺同分異構(gòu)體的出峰時(shí)間分別在8.1min、8.8min

3、左右。碘美普爾的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：y=0.008x+0.0291，R2=0.9999；碘普羅胺的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：y=0.007x+0.0059，R2=0.9999，線性關(guān)系良好。用該法檢測(cè)碘美普爾和碘普羅胺的回收率分別為96.58%、97.28%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%。故該方法不僅簡(jiǎn)便易行，還具有較高精確度。
　　 其次，本論文從城市污水處理廠的二沉池回流污泥中篩選出一株可以高效降解碘普羅胺的菌株I-24。根據(jù)其生化特性及分子學(xué)鑒定

4、，確定菌株I-24屬于假單胞菌屬(Pseudomonas)，并命名為Pseudomonassp.I-24。并且研究發(fā)現(xiàn)菌株I-24是通過(guò)共代謝途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)碘普羅胺的降解的。菌株I-24降解碘普羅胺的最佳條件為pH7.0，30℃。在此條件下，當(dāng)接種量為5％，菌株I-24在含有30mg/L碘普羅胺、200mg/L淀粉的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中生長(zhǎng)5天后，碘普羅胺的降解率即達(dá)到99％左右。此外，該菌株通過(guò)共代謝機(jī)理對(duì)碘美普爾也具有一定的降解能力。將菌株I

5、-24對(duì)碘普羅胺和碘美普爾隨時(shí)間的降解情況進(jìn)行擬合，其中y為殘余物質(zhì)濃度C(mg/L)，x為降解時(shí)間t(d)，擬合曲線均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，分別為：y=93.057e-0.886x(R2=0.9718)；y=35.043e-0.0927x(R2=0.9229)。
　　 最后將篩得的高效降解菌株I-24與活性污泥(MLSS：2500mg/L)以1/1000(V：V)的比列混合投加到填充50％懸浮填料的好氧池中，懸浮填料的存在可

6、在一定程度上防止菌液的流失。同時(shí)設(shè)有不投加高效菌株I-24的一組平行反應(yīng)器作為對(duì)照。通過(guò)控制變量法在保持好氧池填料填充率50％、內(nèi)回流200％、外回流100％，同時(shí)，好氧池DO控制在3-4mg/L、缺氧池DO控制在0.5mg/L以下、厭氧池DO控制在0.2mg/L以下的前提下，先后對(duì)水力停留時(shí)間和污泥齡進(jìn)行優(yōu)化。研究結(jié)果表明，當(dāng)水力停留時(shí)間為10h，污泥齡為10d時(shí)，碘普羅胺和碘美普爾的去除效果最佳。此時(shí)，未投加菌株I-24的反應(yīng)器中，

7、碘普羅胺和碘美普爾的平均去除率分別為27.3％、20%，而投加菌株I-24的反應(yīng)器則對(duì)碘普羅胺和碘美普爾的去除體現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)，碘普羅胺和碘美普爾的平均去除率分別達(dá)到：60%，50.4%。同時(shí)，CODcr、NH3-N、TP去除率分別為：94.27%、92.32%、90.88%，出水中各常規(guī)指標(biāo)均達(dá)城市污水二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　 投加菌株I-24的反應(yīng)器與未投加菌株I-24的反應(yīng)器相比，只有碘普羅胺、碘美普爾的去除體現(xiàn)了較大的優(yōu)勢(shì)。對(duì)

8、于其他常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)如CODcr、NH3-N、TP等，兩組反應(yīng)器的去除效果相當(dāng)。這表明，將高效菌株I-24以1/1000的投加量投加入懸浮填料A2/O工藝的好氧池中，不足以對(duì)原處理系統(tǒng)降解其他污染物的能力造成影響。此外，污泥脫氫酶活性的測(cè)定和DGGE圖譜分析也證實(shí)了菌株I-24的投加并未給原生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)面影響。脫氫酶活性在剛投加菌株時(shí)，略有變化，但是隨著反應(yīng)器運(yùn)行兩天后，又恢復(fù)到投菌前的水平。PCR-DGGE分析結(jié)果表明，當(dāng)菌株I-24