介體催化高氯酸鹽生物降解機(jī)理及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、高氯酸鹽在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，造成了日益嚴(yán)峻的環(huán)境和生態(tài)污染，因此，如何經(jīng)濟(jì)、合理、有效的處理高氯酸鹽廢水成為環(huán)保領(lǐng)域現(xiàn)階段的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。當(dāng)前已經(jīng)有高氯酸鹽的降解方法，但是研發(fā)出經(jīng)濟(jì)適用，有效的方法十分重要。已有研究表明，氧化還原介體可加快電子傳遞從而提高生物反應(yīng)轉(zhuǎn)化速率，但現(xiàn)有研究涉及的介體種類較單一，且缺乏介體調(diào)控高氯酸鹽轉(zhuǎn)化機(jī)理的指導(dǎo)。故本課題分離并篩選了一株高氯酸鹽降解菌，構(gòu)建水溶性/非水溶性介體催化強(qiáng)化高氯酸鹽降解的研究體系

2、，對(duì)反應(yīng)特性及其機(jī)理開展系統(tǒng)研究，并得出以下結(jié)論:
　　選取實(shí)驗(yàn)室馴化成熟的高氯酸鹽降解污泥為菌源，分離并篩選了一株高氯酸鹽降解菌，經(jīng)形態(tài)學(xué)觀察、生理生化特性考察和分子生物學(xué)分析，鑒定菌GWF屬于Acinetobacter bereziniae菌;該菌屬于革蘭氏陰性兼性厭氧菌菌;考察了其生長特性和降解高氯酸鹽影響因素，初步探討了氧化還原介體加速菌株GWF降解高氯酸鹽的機(jī)理。結(jié)果表明:菌GWF降解高氯酸鹽的最適溫度為30℃，pH值為

3、7.5～8.5，碳源(NaAC)濃度為1.2g/L，最佳碳氯比為10∶1。0～30mg/L NO3有利于ClO4-降解;ClO3-0.2～1.0mM抑制ClO4-降解;SO42-對(duì) ClO4-降解的影響與其濃度有關(guān);此外，ClO2-的投加抑制ClO4-降解，并且ClO4-降解過程中可能沒有ClO2-的積累或ClO2-的積累量相當(dāng)少。
　　五種水溶性氧化還原介體均可加速降解高氯酸鹽，其加速順序?yàn)?α-AQS＞AQDS＞1，5-AQD

4、S＞2，7-AQDS＞AQS＞空白，其中α-AQS加速效果明顯，為最優(yōu)介體，投加量在0.178～1.422mM之間對(duì)ClO4-的降解均有加速作用;在30℃條件下，初始pH值為7.5～8.0時(shí)，α-AQS對(duì)ClO4-降解催化加速作用最明顯;在降解ClO4-的過程中;α-AQS的投加減緩了ClO3-對(duì)ClO4-降解的抑制作用，但并沒有減緩ClO2-對(duì)ClO4-降解的抑制作用。氧化還原介體的循環(huán)伏安特性分析表明，α-AQS的氧化還原可逆性相對(duì)

5、較強(qiáng)，故其加速菌GWF降解ClO4-的效果最好。
　　五種非水溶性介體對(duì)菌GWF降解高氧酸鹽均有加速作用，其中，1，5-二氯蒽醌加速效果最明顯為最優(yōu)介體;投加濃度為0.036mM、35℃、初始pH值7.5、1.2g/LNaAC和碳氯比10∶1時(shí)，最適宜1，5-二氯蒽醌加速ClO4-降解;ClO3-是ClO4-降解為Cl-的限速步驟，并且有少量的ClO3-的積累;1，5-二氯蒽醌可能催化了ClO2-的降解，同時(shí)減弱了ClO2-對(duì)亞氯