固定化细胞对微囊藻毒素的降解研究-环境工程专业论文.docxVIP

摘要微囊藻毒素(Microcystin，MC)是天然水体中蓝藻水华产生的一类细胞内 摘要 微囊藻毒素(Microcystin，MC)是天然水体中蓝藻水华产生的一类细胞内 毒素，随着蓝藻水华爆发频率的增加，该毒素的产生给人类健康造成了严重的 威胁。本文利用从滇池沉积物中分离出的一株MC降解菌X20，经过细胞固定 化，研究了该MC降解菌对微囊藻毒素的降解能力，主要实验内容如下：筛选 并优化用于固定化细胞的材料；利用该固定化材料作为载体包埋X20菌，进行 微囊藻毒素的降解，研究了环境因素对该降解过程的影响；研究了该固定化细 胞降解微囊藻毒素的动力学方程；最后对该固定化细胞的保存方法进行了探索。 主要研究结果如下： 1)固定化试剂毒性实验结果表明，硼酸对X20菌的活性具有强烈的抑制 作用，而实验浓度的CaCl2则对X20菌的活性影响较小。正交实验结果表明， 单独使用海藻酸钠制成的固定化小球的弹性较好，传质性能较强，对MCLR的 降解速率较快。确定MC降解菌的最佳固定材料为海藻酸钠，其配比为3％海 藻酸钠，8％cach，X20菌浓度大约为1．8X 107cells／ml，交联时间为lh。 2)利用筛选出的固定化材料进行MC降解菌的固定化，对固定化MC降解 菌降解MCLR的能力进行了测定，发现海藻酸钠固定化细胞可在4d内将初始 浓度为5mg／L的MCLR降解到检测限以下(0．5rag／L)。温度对固定化细胞的活 性影响较大，在20到30(2内随着温度的升高固定化细胞对MCLR的降解速率 逐渐增大。固定化细胞降解MCLR的速率不受初始pH值和添加外源有机碳、 硝氮和磷的影响。进一步研究表明，该固定化MC降解菌可在6d内将环境浓度 的MCLR(10u g／L)降解到检测限以下(1 lJ g／L)。该固定化细胞重复使用三 次仍具有较强的降解活性。 3)由动力学实验可知，该固定化MC降解菌对微囊藻毒素的降解过程方可 用一级反应动力学来描述：萨=ea+kt。 4)固定化细胞的保存实验结果表明，4C下固定化细胞可在干燥或自来水 浸泡条件下保存10d后仍具有降解活性，而在含有MC的湖水中保存60d后仍 具有较强的降解活性。 关键词：固定化细胞；微囊藻毒素；MC降解茵；生物降解 AbstractMicrocystins(MCs)are Abstract Microcystins(MCs)are a family of intracellular toxins produced by cyanobacteria bloom in nature water body．Toxic cyanobacterial blooms ale on the increase,presenting severe threat to human health．In this paper,the microcystin-degrading bacteria,X20，was immolilized and the ability of degradation for MCLR measured．’nle main contents are listed as follow：The best carrier for immobilization was selected．In the next step，the biodegradation of MCLR by immobilized X20 was investigated．We also studied the effect of environmental factors on the degradation progress of MCs,using seleted material as earner to immobilized X20．The degradation dynamics of immobilized cells was investigated． Finally,the eOllServe method of immobilized cells Was explored．砀e main results ale listed as follow： 1)Toxic test of immobilization regents showed that the activity of cell Was strongly inhibited by boric acid,and CaCl2 had no obvious effect on the activity of X20．Orthogonal experimental results show that the immobilized beads made