锰氧化细菌的选育及生物氧化对土霉素的降解特性研究

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1、ThesisSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringMn(II)-OXIDIZINGBACTERIASCREENINGANDT脏DEGRADATIONCHARACTEIUSTICSOF0TCBYBIOGENICⅣ【ANGANESEOⅪDESWrittenbyHEZhiminMajoringinEnVironmentalEnglneerlng1一■’1一●ProfessorCHENJianmengAdjunctProfessorJIANGLiyingCollege

2、ofBiological&EnvironmentalEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology,310032，P．R．ChinaMay,2013浙江工业大学硕士研究生学位论文浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作

3、者签名：徊镪弘日期洲3年歹月矽日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在。年解密后适用本授权书。2、不保密叫(请在以上相应方框内打“、／”)作者签名：何铝敏导师签名：墨媳甍日期：力7；年岁月卵日日期：幻侈年易月≥日浙江工业大学硕士研究生学位论文锰氧化细菌的选育及生物氧化对土霉素的降解特性研究摘

4、要二氧化锰是一类重要的自然氧化剂，能与还原性有机污染物发生氧化还原反应，降低其毒性，起到环境修复和净化的作用。但这是一个固液相催化体系，随着反应的进行，二氧化锰会逐渐减少，锰离子逐渐增加，导致去除效率显著降低。因此，本论文试图筛选获得高效锰氧化细菌，将Mn(II)氧化为Mn(III／IV)，形成生物氧化锰，恢复锰氧化物的氧化降解能力，形成持久高效的氧化体系。从某水厂的成熟锰砂中驯化、分离得到l株高效氧化Mn2+的菌株，经过对其形态特征、生理生化以及16SrDNA序列分析，确定该株菌从属于氨基杆菌(Aminobactersp)，命名为H1。经查阅相关文献，可确定上述菌株

5、为氧化Mn2+的新性能物种。通过摇瓶实验考察了温度、pH等环境因素对菌株H1氧化活性的影响，确定Hl氧化Mn2+的最适温度为35。C，最佳pH为7．0左右。最佳条件下，5天内菌株可完全去除初始浓度为O～10mmol／L的№2+，氧化率最高可达60％左右。当培养基中存在leE柠檬酸铁铵时，对菌株氧化Mn2+具有较强的促进作用。菌种最高Mn2+耐受浓度为50mmol／L，士霉素耐受浓度60l脚trnol／L，具有一定的工程应用潜力。菌株H1的不同生长阶段对Mn2+的氧化能力有所不同，以对数生长期后期和稳定期的氧化活性最强，衰亡期的活性显著下降。在浙江工业大学硕士研究生学位

6、论文Mn(11)生物氧化过程中，发现有Mn(nI)@间体产生，且该菌主要通过产生锰氧化活性因子和碱性代谢产物提高体系pH两种方式来催化氧化Mn(11)。锰氧化活性因子需要Mn2+的诱导，且Mn2+的存在可提高活性因子的产量。培养液、细胞裂解液、菌体和上清液均具有氧化Mn(II)的活性，表现为细胞裂解<液上清液<菌体<菌液。采用SEM=EDX，XRD和XFS等手段对获得的生物氧化锰进行形貌分析表征，发现菌体表面存在大量的生物氧化锰，该生物氧化锰为无序态、弱结晶纳米结构，且主要由MnC03，MnOOH，Mn304和Mn02等组成。以化学合成的8-Mn02为对照，对生物氧化

7、锰氧化降解土霉素(OTC)的行为研究表明，生物氧化锰和化学氧化锰对OTC都保持较高的降解效率，且氧化降解速率皆随生物氧化锰和8-Mn02初始浓度的增加而提高；而随pH值的上升而下降。但生物氧化锰对OTC的降解效果比8-Mn02稍高。当OTC初始浓度为50lmm[10l／L，菌悬液接种量为20％，pH_7．0，8-Mn02投加量为500“mmol／L时，成功构建了二氧化锰与锰氧化细菌的共存循环体系，可同时完全去除体系中剩余的OTC和实现反应生成Mn2+的再氧化。本文的研究结果可为环境抗生素的降解技术提供基础数据，同时也为完善氧化锰控制环境污染物的技术提