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环糊精(Cyclodextrins,CDs),也称环聚葡萄糖,它是由环糊精葡萄糖基转移酶(CGT)作用于淀粉所产生的一组环状低聚糖。环糊精分子最显著的特征就是分子结构中存在一个亲水的外缘和一个疏水的空腔,其疏水的空腔能与多种有机物形成主客体包合物。近年来环糊精在环境科学领域内已经逐渐得到了研究利用,将其用于促进微生物对部分有机物的降解就是很重要的一个方面。硝基芳烃在工业上具有广泛的应用,但它也是环境中的一类典型的污染物,大多数具有致癌和致突变作用,对生态环境的危害性非常大,微生物降解作为一种有效去环境污染的方法,因为其具有独特的优势,越来越得到人们的重视。微生物对硝基芳烃的降解目前已经有较多的报道,但是环糊精对硝基芳烃的降解是否具有影响作用,目前尚没有报道。
本论文主要研究内容包括:(1)丛混合菌中筛选了一株具有高效降解硝基苯能力的菌株,对其进行了初步鉴定,对该菌株降解硝基苯的特性和动力学特征进行了研究。
(2)研究了羟丙基环糊精对微生物降解硝基苯的影响。
(3)研究了β-CD,CMCD,HPCD对2-硝基联苯在溶液中微生物降解的影响和β-CD对2-硝基联苯在两种不同的土壤-水混合液中微生物降解的影响。
研究结果表明:(1)菌株初步鉴定为不动杆菌属菌株,该菌株降解硝基苯的最适宜环境条件为25℃-35℃,pH7-8,振荡速率大于120r/m。在适宜环境条件下,该菌株能够在24小时内全部降解初始浓度不超过400mg/l的硝基苯,在该浓度范围内硝基苯的降解过程符合零级动力学特征;当硝基苯的初始浓度超过400mg/l时,降解菌的生长开始受到毒害作用,在该浓度范围内硝基苯的降解在开始阶段有明显的停滞期,降解过程不再符合零级或一级动力学特征。
(2)当硝基苯浓度过高对微生物的生长造成危害时,加入HPCD时能够促进微生物对硝基苯的降解;当硝基苯的浓度较低不对微生物的生长造成危害时,环糊精的加入对硝基苯的降解没有积极影响。
(3)β-CD,CMCD和HPCD能通过增溶作用分别促进2-硝基联苯的微生物降解。在降解过程中环糊精对降解的促进作用大小与增溶作用的强弱表现出相同的趋势,CMCD对降解的促进效果最明显,β-CD次之,HPCD最弱。
(4)初步研究了β-CD对2-硝基联苯在土壤-水混合溶液中微生物降解的影响,表明β-CD不能促进2-硝基联苯在土壤-水混合液中的降解,反而起抑制作用,土壤的理化性质不同,β-CD抑制作用大小也不同。