地下水石油类污染物(BTEX)的微生物降解试验研究-环境科学专业论文.docxVIP

A Thesis Submitted to Shanghai Jiao Tong University for the Degree of Master EXPERIENT ON BIODEGRADATION OF BTEX CONTAMINANT IN GROUNDWATER Author: Zhang Jianli Specialty: Environmental Science Supervisor: Prof. Wu Yanqing School of Environmental Science and Engineering Shanghai Jiao Tong University Shanghai, P.R.China January18, 2010 I I 地下水石油类污染物（BTEX）的微生物降解试验研究 摘 要 地下水石油烃污染对人类健康和生态环境具有很大危害，苯系化合 物（BTEX）是石油烃污染中的重要组成成分之一。苯系物具有“三致效 应”，己被世界卫生组织确定为强致癌物质。微生物降解苯系化合物是 一种有效的生态处理方法。 本实验以上海金山化工区污水处理厂处理废水的活性污泥为菌源， 以甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯作为底物，在好氧条件 下，经过驯化和筛选得到能降解苯系物的 7 种菌（TEX-1~TEX-7）。 通过 16SrDNA 序列测试，确认 TEX-1 为假单细胞菌属(Pseudomonas sp.)，TEX-2 节杆菌属(Arthrobacter sp.)，TEX-3 芽孢杆菌属(Bacillus sp.)， TEX-4 红球菌属(Rhodococcus sp.)，TEX-5 芽孢杆菌属，(Bacillus sp.)， TEX-6 戈登氏菌属 (Gordonia sp.) ， TEX-7 列契瓦尼而氏菌属 (Lechevalieria sp.)，并为这 7 种菌株建立了系统发育树。 实验进一步分析得到了混合菌的最佳生长条件：培养温度 30℃，培 养时间为 48h，接种量 10%，摇床转速 180 r/min。降解甲苯，乙苯的的 菌种适合弱碱性环境，pH=7~9 时降解率均很高，降解二甲苯的菌种适 合弱酸性或弱酸性环境，pH=4 或 10 时降解率最高。 针对苯系物极易挥发和溶解度小的特点，本实验采用添加离子表面 活性剂吐温 80，以达到苯系物增溶效果。研究表明吐温 80 含量为 0.3% II II 时，混合菌对甲苯的降解率最高达 98%；吐温 80 含量为 0.4%时，乙苯 最高降解率达 88%；吐温 80 含量为 0.6%时，间对二甲苯的降解率最高 达 78.6%，吐温 80 含量为 0.6%时，邻二甲苯的最高降解率达 76%。实 验表明，一定量的吐温 80 可以显著提高水相中苯系物的溶解度,增大酶 与底物的接触几率,提高酶的反应速度，提高生物可利用率。但吐温 80 浓度高于一定值后，其与底物的竞争关系加剧，进而抑制微生物对底物 的降解。 研究表明这些混合菌对苯系物的降解率很高，对甲苯的降解率可以 达到 99%，对乙苯的降解率达 92%，对二甲苯的降解率维持在 70~83% 之间。菌落在高浓度苯系物条件下也能存活。 对降解产物的 GC-MS 分析发现，降解过程中产生了苯酚、环已醇、 1.8-壬二烯-3-醇、长链烷烃、长链烯烃、乙酸等物质，表明降解过程中 苯环被打破，碳链被微生物重新组合。此与苯系物的常规降解途径有所 出入，有待于进一步考证，进而为苯系物污染的生物修复和治理提供基 础理论资料。 关键词： 苯系物，降解菌，筛选，生物降解，地下水 PAGE IV PAGE IV Experiment on Biodegradation of BTEX Contaminant in Groudwater ABSTRACT Benzene (BTEX) is the main petroleum pollutants in groundwater. Microbial degradation is an effective ecological approach of benzene compounds disposal. This study selected activated sludge as a bacteria source from Shanghai Jinshan Chemical Industry Zone sewage treatment plant, toluene, ethylbenzene and xylene as substrates. Under aerobic conditions, 7 kinds of bacteria are selected th