文献类型：学位论文

中文题名：高效苯系物降解菌强化生物滤池及其处理甲苯性能研究

作者：张磊[1];

机构：[1]华东理工大学;

导师：罗启仕;华东理工大学|崔长征;华东理工大学

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：苯系物;生物降解;降解途径;群落结构;生物滤池

摘要：苯、甲苯、乙苯和二甲苯(Benzene,Toluene,Ethylbenzene,and Xylene,BTEX)在农药、石化等污染土壤和地下水中频繁检出,多相抽提尾气含水率高、浓度波动大,活性炭吸附等技术难以去除,该论文旨在筛选能够降解苯系物的生物材料,构建生物滴滤池,为土壤地下水及末端修复提供技术支撑。本研究从农药厂采集苯系物污染土壤,通过在血清瓶中富集驯化获得高效降解菌群,并从菌群中筛选得到高效苯系物降解菌。首先,通过GC、LC-Q-TOF等方法研究了菌群及单菌的降解特性,阐明了苯系物降解动力学规律,揭示了苯系物代谢途径;并通过高通量测序等手段分析了菌群的群落结构及菌群中苯系物代谢的功能基因;在此基础上,搭建生物滴滤池,接种单菌净化苯系物废气。主要结果如下:(1)从某农药厂污染土壤中通过筛选获得苯系物降解菌群H1,在28℃、pH 8.0、添加100 mg/L酵母粉的最佳条件下,该菌群在6h内完全降解100 mg/L的苯,30h内完全降解30 mg/L的苯、甲苯和乙苯混合物。可检测到苯的降解中间产物苯酚和邻苯二酚等。PCR扩增出苯酚单加氧酶基因P3亚基(GenBank登录号:MW388722)。高通量测序结果显示该菌群主要含有Cupriavidus、Arthrobacter、Dyella、Cnoryebacterium等菌属,该降解菌群结构稳定。(2)从苯系物降解菌群中筛选出3株高效降解菌,其中苯系物降解菌Corynebacterium sp.AL-5可降解苯和甲苯,在28℃、pH值8.0、添加100 mg/L酵母粉条件下可在10 h内完全降解100 mg/L的苯,且通过苯酚、邻苯二酚和2-羟基粘糠酸半醛代谢途径降解苯。与 AL-5 相比,Achromobacter sp.ED-2、Diaphorobacter sp.ED-3 可以降解六种的BTEX类物质,ED-2与ED-3在56 h内可以完全降解50 mg/L的甲苯和乙苯。(3)利用AL-5、ED-2、ED-3与活性污泥混合加入生物滴滤池中循环挂膜,通入滴滤池内甲苯的浓度为600 mg/m3左右时,挂膜21 d后,陶粒与活性炭上生物膜量为114.1 g/kg,此时甲苯的去除率达到94%,当空塔停留时间为68 s时,甲苯的去除率稳定在94%以上,改变空塔停留时间为17 s时,甲苯的去除率降为33%。通过对生物膜群落结构分析,外加微生物中Diaphorobacter sp.稳定存在,说明对降解甲苯起着重要作用。本文对降解菌群和单菌进行了降解特性等研究,并通过生物滴滤池单菌强化活性污泥净化苯系物废气,获得了基础参数,对实际应用具有指导意义。