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内生菌chitinophagasp.prd7降解多环芳烃特性【字数:9025】

2024-02-25 15:14编辑: www.jxszl.com景先生毕设
多环芳烃(PAHs)是一种存在于各类环境介质中的、具有“三致”效应的持久性有机污染物,可被植物根系吸收并借由食物链传递并累积在人体内,对人体健康产生巨大影响。本文选取菌株Chitinophaga sp. PRd7,以芘、菲作为多环芳烃类污染物的代表,研究了在不同条件下(污染物种类、污染物浓度)对PAHs的降解效果。结果表明Chitinophaga sp. PRd7对PAHs具有高效降解效率,降解效果为菲、芘混合>菲>芘,且对于芘、菲以及两者混合污染的降解效率处于31.19%~66.37%之间,且随着污染物浓度的增加,污染物的降解率与菌株生物量逐渐降低。Enterobacter sp. PRd5能够有效地定殖在黑麦草体内,降低黑麦草的富集系数,促进植物体降解芘污染,降低环境污染浓度,接菌组降解效果比不接菌组高出15%以上。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言(或绪论)2
1材料与方法2
1.1实验材料2
1.1.1功能菌株、植物及污染物 2
1.1.2培养基3
1.1.3主要仪器3
1.2实验方法 3
1.2.1接种体的制备3
1.2.2降解效能研究3
1.2.2.1 Chitinophaga sp. PRd7降解多环芳烃能力3
1.2.2.2 Enterobacter sp. PRd5定殖黑麦草实验3
1.2.3指标测定4
1.2.3.1培养基中多环芳烃残留测定4
1.2.3.2培养基中细菌数量测定4
1.2.3.3黑麦草生物量的测定4
1.2.3.4 Enterobacter sp. PRd5定殖效率测定4
1.2.3.5黑麦草体内芘的提取与测定4
1.2.3.6营养液中芘的提取与测定5
1.2.4数据处理及分析5
2结果与分析5
2.1 Chitinophaga sp. PRd7降解多环芳烃能力5
2.1.1 Chitinophaga sp. PRd7对不同污 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
染物浓度降解效率5
2.1.2Chitinophaga sp. PRd7对多环芳烃的降解6
2.2 Enterobacter sp. PRd5定殖黑麦草实验6
2.2.1 Enterobacter sp. PRd5黑麦草定殖数量6
2.2.2 Enterobacter sp. PRd5对黑麦草生物量的影响7
2.2.3 Enterobacter sp. PRd5对黑麦草体内芘的降解效果7
2.2.4 Enterobacter sp. PRd5对营养液中的降解效果9
3讨论 9
致谢10
参考文献11
图21 污染培养液实验结果6
图22 芘、菲以及芘、菲混合降解效果6
图23 黑麦草中菌株数量7
图24 Enterobacter sp. PRd5对黑麦草中芘降解的促进效率8
图25 营养液中芘降解率9
表11 芘、菲基本性质3
表12 定殖实验不同处理组4
表21 黑麦草的生物量7
表22 黑麦草体内芘残留量8
表23 不同处理植物的富集系数于传导系数8
内生菌降解多环芳烃特性和在黑麦草中定殖特性
引言
引言
多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是指分子中含有两个及以上苯环的碳氢化合物,包括萘、蒽、菲、芘等150余种化合物,常见的具有致癌作用的多环芳烃多为四到六环的稠环化合物[1]。自然界中,90 %以上PAHs累计在土壤中,尤其是表层土壤,这是由于PAHs常通过大气沉降、地表径流等方式进入土壤,影响其理化性质[2]。此外,PAHs的强疏水性使其容易被植物吸收积累,再由食物链传递而对人体健康乃至整个生态系统的安全构成危害[3],其拥有的细胞毒性、遗传毒性和免疫毒性,会对生物体造成巨大危害(致癌、致畸、致突变,即三致效应)[4]。据环保部与国土资源部2014年联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国土壤多环芳烃污染占比高达1.4%[8]。南京地区农田表层土壤多环芳烃总量分布介于306.0~251.3 μg kg1,均值为682.0 μg kg1,已达污染水平[9]。
PAHs污染土壤的修复主要包括物理修复、化学修复和生物修复。前两种技术均具有修复时间短、效率高和对PAHs类型和浓度不高度敏感的优点,但是物理修复成本高,工程量大,并可能减弱被修复土壤的肥力,降低土壤的使用价值,化学修复则是容易因修复过程中引入的化学试剂对被修复土壤造成二次污染[5]。已有研究表明,微生物降解是最有效的手段[11]。在好氧条件下,部分微生物可通过分泌加氧酶(包括单加氧酶和多加氧酶),在多环芳烃环上加入氧原子,生成氧化物中间体,再通过还原反应生成羟基化合物而代谢[14]。对于环数较低的PAHs(2环和3环),微生物可以利用其作为生长繁育的唯一碳源和能源物质,微生物的活动可逐渐降低其在环境中的浓度,从而起到去除的目的;而对于4环及多环的PAHs,微生物难以利用其作为唯一碳源和能源进行生长繁育,则主要是以外加碳源、氮源等方式进行共代谢降解污染物浓度 [12]。
已有实验证明,Chitinophaga sp. PRd7可以在不外加碳源的条件下降解芘污染,对30 °C、150 rmin1避光培养10 d的芘降解培养基(初始浓度为50mgL1)降解率可达35.16%[7]。此外,由于芘和菲分别为四环多环芳烃和三环多环芳烃的典型代表,故本实验选择这两种不同类型多环芳烃为测定污染物,设计污染物浓度和种类为变量,来研究Chitinophaga sp. PRd7的多环芳烃降解特性。由于黑麦草是一种常见的修复植物,常用于污染土壤的修复,故选用黑麦草作为Enterobacter sp. PRd5在植物上的定殖特性受试植物,为内生菌修复PAHs污染提供理论依据。
材料与方法

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