论文部分内容阅读
聚丙烯酰胺是一种线性高分子化合物,已被应用于石油开采、造纸、农业、水处理、医药、纺织印染等领域。但是聚丙烯酰胺在环境中存留,会改变土壤和水体的理化性质,影响水体的COD。聚丙烯酰胺在特殊条件下会发生缓慢降解,其降解后产生的丙烯酰胺(AM)单体具有很强的生物毒性,会导致人体器官功能和粘膜受损,甚至会导致中枢神经系统受到损伤。因此,环境中聚丙烯酰胺的降解将成为环境保护者重要关注和研究的课题。大量研究表明,微生物降解聚丙烯酰胺是消除其引起的环境污染和潜在毒性的有效手段。由于细菌生长快速,适应性强,如今利用微生物降解聚丙烯酰胺主要集中在细菌上。本研究采用平板胁迫法,从生产聚丙烯酰胺的大庆市化工厂厂区土壤和排水沟泥水中分离筛选出降解聚丙烯酰胺的细菌,并进行分子生物学鉴定。同时研究其生长和降解特性,并进一步考察复合菌的协同作用、降解特性及不同碳氮源对复合菌降解的影响情况。为降解聚丙烯酰胺提供菌源,为生物处理聚丙烯酰胺污染水体提供技术支持。试验获得的结果如下:1.试验采用平板胁迫法筛选出3株高效降解菌,初步鉴定为:PAMB3为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);PAMB7为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis);PAMB8为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。PAMB3仅能以聚丙烯酰胺为唯一氮源生长;PAMB7和PAMB8可以聚丙烯酰胺为唯一碳源、唯一氮源和唯一碳氮源生长。2.以聚丙烯酰胺为唯一氮源时,PAMB3适宜在环境温度25~40℃、底物浓度为200~700mg·L-1、pH值为6~11生长和降解;在最佳条件30℃、500mg·L-1聚丙烯酰胺、pH值为9.0下,对聚丙烯酰胺降解率为45.1%。PAMB7适宜在环境温度25~35℃、底物浓度为50~700mg·L-1、pH值为6~11生长和降解;在最佳条件30℃、500mg·L-1聚丙烯酰胺、pH值为8下,对聚丙烯酰胺降解率为39.9%。PAMB8适宜在环境温度25~35℃、底物浓度为100~700mg·L-1、pH值为7~10生长和降解;在最佳条件35℃、500mg·L-1聚丙烯酰胺、pH值为9下,对聚丙烯酰胺降解率为36.2%。3.在组合降解实验中PAMB3+PAMB7+PAMB8复合菌(PB378)和PAMB3+PAMB7复合菌(PB37)降解效果最好。PB378和PB37降解的适合条件是初始聚丙烯酰胺浓度为50~1000mg·L-1,20~40℃。PB378初始pH值范围为5~12,PB37适合的初始pH值范围为5~11。PB378和PB37在最佳条件温度为30℃、底物浓度为700mg·L-1、pH值分别为9和8时,对聚丙烯酰胺的降解率分别为58.2%和57.1%。4.不同碳氮源对复合菌降解影响的试验表明,NH4Cl、NH4NO3对聚丙烯酰胺降解率分别为60.88%、60.43%和58.83%、59.49%;石油对复合菌的生长和代谢无明显影响。但尿素、牛肉膏和蛋白胨对PB378和PB37降解聚丙烯酰胺具有竞争代谢作用,聚丙烯酰胺降解率很低。含聚丙烯酰胺石油采出废水多为碱性,且含有石油,PB378和PB37均适宜石油采出废水中聚丙烯酰胺的降解。二者降解能力差异较小,建议实际中采用PB378。