硝基苯降解菌的分离及其酶促降解特性研究

论文摘要

硝基苯作为一种重要的化工基础原料,生产量巨大,并且逐年递增。它是一种剧毒性的环境有机污染物,排入水体后,可对生态环境造成危害,破坏水资源,通过饮用水或食物链进入人体,可对人类造成多种疾病。因其具有“三致”特性,已被许多国家列为“环境优先控制污染物”名单。生物技术的发展为有效利用生物酶进行有机污染物的处理技术提供了技术保障。微生物及其生物酶的专一性、高效性、低成本等诸多优点,为利用微生物及其生物酶降解硝基苯提供了全新的思路和方法。本文以渭河沉积物中的微生物为研究对象,以硝基苯作为目标污染物,通过富集、驯化、分离,筛选出一株硝基苯优势降解菌,采用微生物生理生化鉴定方法,结合《常见细菌系统鉴定手册》和《伯杰氏细菌鉴定手册》初步鉴定该菌株为不动杆菌属;以硝基苯初始浓度、pH值、温度为影响因子探讨硝基苯优势降解菌降解特性的最适条件,结果表明,当硝基苯初始浓度为50mg/L、pH值为7.0、温度为30℃时,菌株对硝基苯的降解率达到最优,为99.68%;通过盐析法提取该硝基苯优势降解菌株的胞内酶和胞外酶,并对硝基苯进行降解特性研究,结果表明,该菌株胞内酶对硝基苯的降解起主要作用,胞外酶起辅助作用;以硝基苯初始浓度、pH值、温度、金属离子为影响因素,以该菌株的胞内酶、胞外酶及胞内+外酶为研究对象,探讨该硝基苯优势降解菌株酶促降解最优条件,结果表明,胞内酶、胞外酶和胞内+外酶具有共同的降解特性,当硝基苯初始浓度为50mg/L、pH值为7.0、温度为30℃时,该菌株的酶促降解率达到最佳;通过金属离子对酶活性的影响研究表明,金属离子Fe3+和Cu2+会抑制酶的活性,而金属离子Na+、K+、Mg2+、Ca2+对酶促反应基本无影响,但有一定激活作用;通过研究不同硝基苯浓度的酶促反应速率发现,该硝基苯优势降解菌株的胞内酶、胞外酶和胞内+外酶降解硝基苯的过程遵守米氏方程;用双倒数作图法求出该硝基苯优势降解菌株胞内酶Vmax=1.3387mg/L·h,Km=173.73mg/L,胞外酶Vmax=0.7531mg/L·h,Km=119.54mg/L,胞内+外酶Vmax=1.5038mg/L·h,Km=160.56mg/L;通过优势降解菌株及其胞内酶、胞外酶和胞内酶加胞外酶在对硝基苯最佳降解情况下的降解产物进行定性分析表明,降解产物主要为胺基类、醇类、羧酸类、酮类、醛类等。结合本文实验结果与结论,若发生类似2005年松花江硝基苯污染事件,建议可采用本研究分离的硝基苯优势菌S-1来降解硝基苯。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 课题背景
•   1.2 课题研究的目的及意义
•   1.3 硝基苯降解的国内外研究现状
•   1.4 研究内容、方法和技术路线
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 研究方法
•     1.4.3 技术路线
•   1.5 创新点
• 第二章 硝基苯优势降解菌的分离纯化、筛选与鉴定
•   2.1 材料与仪器
•     2.1.1 供试菌源、试剂
•     2.1.2 培养基
•     2.1.3 主要仪器
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 硝基苯降解菌的富集与驯化
•     2.2.2 硝基苯降解菌的分离纯化
•     2.2.3 硝基苯优势降解菌的筛选
•     2.2.4 菌体细胞浓度的测定
•     2.2.5 硝基苯优势降解菌的特性研究
•       2.2.5.1 硝基苯初始浓度对优势降解菌的影响
•       2.2.5.2 不同pH值对优势降解菌的影响
•       2.2.5.3 不同温度对优势降解菌的影响
•     2.2.6 硝基苯优势降解菌的鉴定
•     2.2.7 硝基苯优势降解菌的保存
•     2.2.8 硝基苯浓度的测定方法
•   2.3 结果与分析
•     2.3.1 硝基苯降解菌的富集驯化
•     2.3.2 硝基苯降解菌的分离纯化
•     2.3.3 硝基苯优势降解菌的筛选
•     2.3.4 硝基苯优势降解菌的特性研究
•       2.3.4.1 硝基苯初始浓度对优势降解菌的影响
•       2.3.4.2 不同pH值对优势降解菌的影响
•       2.3.4.3 不同温度对优势降解菌的影响
•     2.3.5 硝基苯优势降解菌的鉴定
•   2.4 本章小结
• 第三章 硝基苯降解酶的提取及其特性研究
•   3.1 材料与仪器
•     3.1.1 试剂
•     3.1.2 主要仪器
•   3.2 实验方法
•     3.2.1 硝基苯优势降解菌酶的提取
•       3.2.1.1 硝基苯优势菌的活化培养
•       3.2.1.2 硝基苯优势菌胞内酶的提取
•       3.2.1.3 硝基苯优势菌胞外酶的提取
•     3.2.2 硝基苯优势降解菌的胞内酶、胞外酶、胞内+外酶的酶促反应的特性研究
•       3.2.2.1 不同硝基苯初始浓度度对酶促反应的影响
•       3.2.2.2 不同pH值对酶促反应的影响
•       3.2.2.3 不同温度对酶促反应的影响
•       3.2.2.4 金属离子对酶促反应的影响
•       3.2.2.5 硝基苯优势降解菌的胞内酶、胞外酶及胞内+外酶降解硝基苯能力的比较
•     3.2.3 硝基苯优势降解菌降解酶的酶促反应的动力学试验
•       3.2.3.1 胞内酶酶促反应的动力学实验
•       3.2.3.2 胞外酶酶促反应的动力学实验
•       3.2.3.3 胞内酶加胞外酶酶促反应的动力学实验
•   3.3 结果与分析
•     3.3.1 硝基苯优势降解菌胞内酶和胞外酶的提取
•     3.3.2 硝基苯降解酶酶促反应的特性研究
•       3.3.2.1 不同硝基苯初始浓度对酶促反应的影响
•       3.3.2.2 不同pH值对酶促反应的影响
•       3.3.2.3 不同温度对酶促反应的影响
•       3.3.2.4 金属离子对酶促反应的影响
•       3.3.2.5 硝基苯优势降解菌的胞内酶、胞外酶及胞内+外酶对硝基苯降解能力的比较
•     3.3.3 硝基苯优势降解菌降解酶的酶促反应的动力学试验
•       3.3.3.1 胞内酶酶促反应的动力学实验
•       3.3.3.2 胞外酶酶促反应的动力学实验
•       3.3.3.3 胞内酶加胞外酶酶促反应的动力学实验
•   3.4 本章小结
• 第四章 硝基苯优势降解菌及其降解酶对硝基苯降解产物分析
•   4.1 材料与仪器
•     4.1.1 试剂
•     4.1.2 主要仪器
•   4.2 实验方法
•     4.2.1 硝基苯降解产物的提取
•       4.2.1.1 硝基苯优势菌在最优条件下降解产物的萃取
•       4.2.1.2 硝基苯降解菌胞内降解酶在最优条件下降解产物的萃取
•       4.2.1.3 硝基苯降解菌胞外降解酶在最优条件下降解产物的萃取
•       4.2.1.4 硝基苯降解菌胞内+外降解酶在最优条件下降解产物萃取
•     4.2.2 硝基苯降解产物的定性分析
•   4.3 结果与分析
•     4.3.1 优势菌对硝基苯的转化产物的定性分析
•     4.3.2 胞内降解酶对硝基苯的转化产物的定性分析
•     4.3.3 胞外降解酶对硝基苯的转化产物的定性分析
•     4.3.4 胞内+外降解酶对硝基苯的转化产物的定性分析
•     4.3.5 优势降解菌及其胞内酶、胞外酶和胞内+外酶对硝基苯转化产物的机理探讨
•   4.4 关于2005 年松花江硝基苯污染的治理措施
•   4.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 罗咪咪

导师: 邱立萍

关键词: 硝基苯优势降解菌,胞内酶,胞外酶,酶促降解特性,硝基苯降解率

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 长安大学

分类号: X172;X52

总页数: 92

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