【摘 要】
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邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类常见的工业原料,会从塑料制品、农业薄膜等工业废弃物中渗透入环境中。摄入人体后会对器官具有危害性,如今固定化微生物技术的实际应用广泛,但关键是选择一种合适的固定化吸附材料。本文从塑料薄膜长期覆盖的农业表层土壤中分离出高效邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解菌,研究菌的降解特性和DMP生物降解途径,研究生物炭固定化微生物小球的制备工艺。最后,对比微生物固定化小球和游离菌去除污染
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邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类常见的工业原料,会从塑料制品、农业薄膜等工业废弃物中渗透入环境中。摄入人体后会对器官具有危害性,如今固定化微生物技术的实际应用广泛,但关键是选择一种合适的固定化吸附材料。本文从塑料薄膜长期覆盖的农业表层土壤中分离出高效邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解菌,研究菌的降解特性和DMP生物降解途径,研究生物炭固定化微生物小球的制备工艺。最后,对比微生物固定化小球和游离菌去除污染土壤中PAEs的能力。旨在为邻苯二甲酸酯污染土壤修复提供理论指导和技术支持。主要研究结论如下:(1)从天津市西青区一处农业用地表层土壤中分离出一株DMP降解优势菌株,将其命名为xb-1。经鉴定,确定为赤节杆菌属(Paenarthrobacter sp.)。(2)探究菌株xb-1对DMP的降解特性。结果发现培养4小时后已经进入生长对数期。降解菌xb-1的最适培养条件是30℃和p H7。此时的DMP去除率高达93%,xb-1具有高效降解各种PAEs的能力。通过GC-MS检测分析比对,菌株降解DMP的过程中产生了邻苯二甲酸(PA)、3,4-二羟基苯甲酸(PCA)。(3)采用质量分数为3%海藻酸钠和600℃热解生物炭制备生物质炭固定化微小球。呈规则球型,直径约3.2mm,具有良好的机械强度和传质性能,通过测定不同热解温度的生物炭固定化小球的比表面积、孔容、孔径和扫描电镜图SEM分析,发现600℃生物质炭具有更多大而密的内部孔状结构,对降解菌具有更良好的吸附能力,可提供给降解菌更加充分和适宜的生长空间。生物炭固定化小球在10mg/L～200mg/L不同浓度DMP污染水环境中降解率全部达到了90%以上。对固定化小球的使用周期研究发现,固定化小球可以重复使用5至6个周期。(4)固定化小球及游离菌对DMP污染土壤实验15天结束后,土壤中降解率大小依次为:生物炭固定化小球68.26%>游离菌55.49%>空白组4.58%。在30～100mg/kg浓度的DMP污染土壤中,固定化小球在15天后的降解率都高于游离菌。且DMP浓度越低,降解效果越好。固定化小球在不同PAEs底物中都比游离菌表现出更好的降解效果。在DBP、BBP、DEHP污染土壤环境中,15天后固定化小球的降解率分别为70.37%、57.65%、49.82%。
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