角蛋白海绵膜吸附轻油降解菌协同清除水体轻油污染研究

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海洋油污染是当前世界环境污染中的重要问题,虽然可以通过物理法(吸附、机械拦截)等方法处理大部分重油污染问题。但目前仍缺少具有高效率、高环境亲和性的海洋轻油污染处理方法。另一方面,由角蛋白构成的羽毛、角、毛发等作为自然界最大的氮源废弃物,同时也是一种可以经过多种加工处理方法后再利用的天然资源。羽毛中含有大量的天然蛋白质,随意丢弃不仅会对环境造成污染,也是对天然资源的浪费。
  本论文通过从污水处理厂活性污泥中分离得到一株高效降解轻油(柴油)细菌5092-2,通过形态学、16S rRNA鉴定该菌株为Mangroveibacter sp.,命名为Mangroveibacter sp.5092-2。进一步确定该菌株适合生长条件,发现其具有宽泛的生长条件:在26℃到35℃、pH为5.0到9.0范围内生长均较快,具有很强的实践应用性能。该菌株与柴油共培养20d,菌株降解柴油能力达45%。
  本文优化了羽毛再生海绵制作工艺,表征分析了再生海绵样的物理结构和性能。利用化学还原法提取提取角蛋白,并利用其中的可溶性角蛋白制备角蛋白海绵膜。通过控制变量法,比较制成的角蛋白海绵膜的物理性质,获得最佳制备条件。制备的角蛋白海绵膜表面平整,质地蓬松,具有一定的韧性和弹性。
  结合上述得到的高效降解轻油菌株Mangroveibacter sp.5092-2及羽毛再生角蛋白海绵材料,本论文利用吸附法将Mangroveibacter sp.5092-2固定在制成的角蛋白海绵膜上,对吸附完成后的角蛋白海绵膜进行洗脱后稀释涂布菌落计数的方法,计算得到活细菌的吸附效率为20.1%。固定化菌的角蛋白海绵膜材料在油水污染物中培养,降解轻油率可达61.7%,相对于单纯菌株的降解轻油效率有显著提高。
  本论文研究结果不仅可将废弃物羽毛变废为宝,变成可利用的再生资源。而且确定了角蛋白海绵膜吸附轻油降解菌协同作用能有效提高降解轻油污染效率,对处理海洋轻油污染的后续研究提供了一些理论支持和实践参考。
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