幾種典型環(huán)境條件下鄰苯二甲酸酯生物降解特性的研究.pdf

1、鄰苯二甲酸酯作為一種使用量大、污染面廣的污染物，它們可以在環(huán)境中通過(guò)食物鏈富集而進(jìn)入人體，其潛在危害已引起人們的高度關(guān)注。生物降解是環(huán)境中鄰苯二甲酸酯的主要轉(zhuǎn)化方式。就生物與氧的關(guān)系而言，自然環(huán)境可分為好氧、缺氧和厭氧環(huán)境，研究這幾種典型環(huán)境條件下的鄰苯二甲酸酯生物降解作用，對(duì)于評(píng)價(jià)鄰苯二甲酸酯的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并采取相應(yīng)的生物修復(fù)措施，具有重要的理論指導(dǎo)意義。本論文的主要研究成果如下： (1)好氧菌混培物可完全礦化鄰苯二甲酸二甲酯(D

2、MP)；DMP的好氧降解速率為7.26mg/(Lh)，降解半衰期(t<,1/2>)為2.97h；好氧菌混培物對(duì)DMP的降解途徑為鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)→鄰苯二甲酸一甲酯(MMP)→鄰苯·二甲酸(PA)→→CO<,2>+H<,2>O，降解過(guò)程中沒(méi)有明顯的中間產(chǎn)物積累，可以完全消除DMP的不良影響。 (2)厭氧呼吸菌混培物——反硝化菌混培物可完全礦化DMP，而硫酸鹽還原菌混培物則不能完全礦化DMP。反硝化菌混培物可以完全消除DM

3、P的不良影響，硫酸鹽還原菌混培物則可以減輕DMP的不良影響。反硝化菌混培物和硫酸鹽還原菌混培物的DMP降解速率分別為1.825mg/(Lh)和0.705mg/(Lh)，降解半衰期(t<,1/2>)分別為14.91h和47.79h。在厭氧呼吸菌降解DMP過(guò)程中，NO<,3><'->和SO<,4><'2->濃度的降低均與DMP的降解成協(xié)同關(guān)系。反硝化菌對(duì)NO<,3><'->轉(zhuǎn)化量與DMP轉(zhuǎn)化量之比與理論值相吻合，而硫酸鹽還原菌混培物對(duì)SO<

4、,4><'2->轉(zhuǎn)化量與DMP轉(zhuǎn)化量之比與理論值有一定差異。在所試條件下，反硝化菌混培物降解DMP的最適初始pH為7.56，最適溫度為31.4°C；硫酸鹽還原菌混培物降解DMP的最適初始pH值為7.30、溫度為31.6°C；加入酵母膏會(huì)抑制硫酸鹽還原菌混培物對(duì)DMP的降解。 (3)產(chǎn)甲烷發(fā)酵菌混培物不能完全礦化DMP，DMP降解速率為0.360mg/(Lh)，降解半衰期為80.58h，降解速率明顯慢于好氧菌混培物和厭氧呼吸菌混培

5、物。在產(chǎn)甲烷發(fā)酵菌混培物降解DMP過(guò)程中，PA先積累而后逐步降低，最終以乙酸和丁酸等形式積累于反應(yīng)體系中。產(chǎn)甲烷發(fā)酵菌混培物可以減輕但不能完全消除DMP的不良影響。 (4)從污水廠厭氧消化污泥中分離得到了一株DMP降解菌-CW1菌株，根據(jù)形態(tài)學(xué)觀察、16S rDNA序列測(cè)定和系統(tǒng)發(fā)育分析，將其歸入節(jié)桿菌屬，命名為節(jié)桿菌CW1(Arthrobacter sp．CW1)。該菌株能降解但不能礦化DMP；其對(duì)DMP的降解速率為0.491

6、mg(L·h)，降解半衰期為2.25d。CW1菌株對(duì)DMP的降解途徑為DMP→→MMP→PA，降解過(guò)程中形成PA積累，導(dǎo)致反應(yīng)體系酸化。在所試的反硝化條件下，CW1菌株不能增殖。 (5)從污水廠厭氧消化污泥中分離得到了另一株DMP降解菌-YZ2菌株，根據(jù)形態(tài)學(xué)觀察、Vitek系統(tǒng)鑒定、16S rDNA序列測(cè)定和系統(tǒng)發(fā)育分析、Biolog鑒定以及磷酸脂肪酸(PLFA)測(cè)定，將其歸入紅球菌屬，命名為紅球菌YZ2(Rhdococcus

7、 sp.YZ2菌株)。該菌株可以利用DMP進(jìn)行生長(zhǎng)，但不能將其礦化。與其他菌株聯(lián)合作用，YZ2菌株可以用于消除DMP的不良影響。YZ2菌株對(duì)DMP的降解速率為0.712mg/(L·h)，降解半衰期1.12d，明顯慢于反硝化菌混培物對(duì)DMP的降解速率。YZ2菌株降解DMP的最佳pH值為7.56，最佳溫度為31.6℃。在所試條件下，接種量大于5％時(shí)，再加大接種量，對(duì)提高DMP降解速率沒(méi)有明顯的促進(jìn)作用。在70～600mg/L范圍內(nèi)，YZ2菌