海藻酸钠固定食酸菌属xd3降解水体中麦草畏的研究
摘要：采用海藻酸钠固定化技术对麦草畏降解菌XD-3进行固定化，结果表明海藻酸钠-生物碳联合固定化的小球机械强度、传质性能明显高于海藻酸钠固定化小球；电镜扫描图谱结果发现海藻酸钠-生物碳联合固定化小球更适合麦草畏降解菌的生长和定殖；不同的温度、pH值、NaCl浓度和重金属离子浓度对固定化菌与游离菌降解效果影响研究表明，生物碳与海藻酸钠联合固定化细菌适应范围广，抗冲击能力更强。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract. 3
Key words 3
引言： 4
1 材料与方法 5
1．1 实验材料 5
1．1．1 麦草畏 5
1．1．2 菌种来源及种子液制备 5
1．1．3 培养基与试剂 5
1．2 实验方法 5
1．2．1 麦草畏含量的测定 5
1．2．2 生物碳制备及结构特性表征 6
1．2．3 固定化小球的制备过程 6
1．2．4 联合固定化细菌小球制备条件优化 6
1．2．5 海藻酸钠固定化小球与海藻酸钠生物碳联合固定化小球的对比研究 6
1．2．6 联合固定化菌及游离菌在不同环境条件下对麦草畏降解的影响研究 6
2 结果与分析 7
2．1 生物碳结构性能表征 7
2．2 联合固定化菌小球制备条件优化 7
2．3 联合固定化菌小球制备条件优化 8
2．4 联合固定化菌及游离菌在不同温度下对麦草畏降解的影响 9
2．5 联合固定化菌及游离菌在不同pH下对麦草畏降解的影响 10
2．6 联合固定化菌及游离菌在不同NaCl浓度下对麦草畏降解的影响 10
2．7 联合固定化菌及游离菌在不同重金属离子影响下对麦草畏降解的影响 11
3 讨论 12
4 结论 12
致谢 13
参考文献： 14
海藻酸钠小球固定食酸菌属XD3降解水体中麦草畏的研究
引言
麦草畏（Dicamba）
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
是一种使用广泛的除草剂，对阔叶杂草具有较好的防除效果[1]。研究表明，麦草畏是一种DNA损伤物质，会对人和其他生物产生危害[2]。已经有的研究报道表明，在农田、地表饮用水源、江河口等地方均能检测到麦草畏[3]。
麦草畏原药大鼠经口LD50：雌757 mg/kg，雄1414 mg/kg，静脉注射：雄80 mg/kg，雌2000 mg/kg。近年来的研究表明，麦草畏能够使大肠杆菌的DNA链发生损伤，会造成同源重组A—G的基因突变[4]。同时体外实验研究表明，麦草畏是一种DNA损伤的介质能诱导同源染色体的交换，对人淋巴细胞的有丝分裂和细胞周期都产生影响[5]。
麦草畏适用于旱地除草，喷洒后能被杂草的叶、塞、根吸收，通过初皮部及木质部传导，阻碍植物激素的正常作用而使其死亡，对一年生及多年生阔叶杂草具有显著防除作用，可用于玉米、高粱、小麦、大麦、水稻等农作物上以及防除播娘篙、苍耳、藜、猪秧秧、荞麦蔓、牛繁缕等恶性阔叶杂草[6]。同时，随着抗麦草畏作物的不断开发以及其它除草剂与麦草畏的混合使用，不仅可扩大杀草谱，而且扩大的麦草畏的应用量。麦草畏能在土壤中被微生物分解，对小麦、玉米等禾本科作物比较安全，具备杀草力强、药效快速、持效适中、用量少、经济效益高等特点。麦草畏是高效低毒、选择性好的安全除草剂，从21世纪开始，在美国、阿根廷和巴西等国的使用量以年均5%左右逐年上涨，今年来已在世界各地广泛使用[7, 8]。
根据以往的研究，麦草畏可以通过各种方式被去除，包括光催化氧化分解法[9,10]、吸附法[11, 12]、厌氧降解法[13, 14]、零价铁还原法[15, 16]、辐射分解法[17]等。
顾继东、程树培等[18]研究了麦草畏的厌氧降解可生化性和对厌氧降解过程当中的主要代谢产物的进行了分析，结果表明厌氧反应至第7 d，麦草畏的转化率达64%，在降解27 d中，主要中间代谢产物是3,6二氯水杨酸。；M.L. MayaTrevino等[19]研究了ZnOFe2O3的氧化耦合物的太阳能光催化活性对麦草畏和2,4D降解的影响；Ghoshdastidar等[20]研究了膜生物反应器中麦草畏的降解，研究结果表明降解112天后麦草畏的去除率为75.4%。目前，麦草畏的好氧生物降解报道研究较少。
细胞固定化是一种经济有效的技术，在污染物处理领域受到越来越多的关注[21]。此外，因其具有保持生物高密度，高活性，对环境耐受力强，制备方法简单，反应易控制，对细胞无害，有较好的重复性[22]等特点，所以在废水处理方面有较高的研究价值。
一般的微生物固定化技术方法主要有包埋法、吸附法、交联法等。目前国内外对于传统的单一方式固定化微生物方法的研究报道较多，而对于融合不同固定化法的新型联合固定化微生物技术报道较少[23]。联合法是将两种或多种固定化微生物的方法结合起来使用，使各种固定化方法实现优势互补，以获得具有高微生物活性和高强度的固定化微生物的方法。实际应用中，载体及包埋条件的选择是固定化微生物在较长时间内保持一定的强度和微生物活性，降低固定化成本并延长固定化微生物使用寿命的关键。海藻酸钠因价格低廉，对细胞相对毒性小，固定化成形方便，成为目前废水处理中应用最广的包埋剂之一[24]。
固定化载体材料种类诸多，当前经常使用的载体大抵可分为无机载体、有机载体和复合载体3大类。固定化微生物的活性和固定化传质性能直接受到载体的物理化学性质影响。理想的固定化载体应具备下列几个条件：对微生物细胞无毒，传质性能好，机械强度高，性质稳定，不易被生物降解，制备工艺简单、价格低廉[25]。
无机载体主要有硅藻土、生物碳、多孔陶珠、沙粒、多孔玻璃、红砖碎粒、沸石等。生物碳多来源于农业废弃物，是在缺氧或无氧条件下低温(正常＜700℃) 裂解制备而成，具有丰富的孔隙结构，比表面积大且有较好的吸附性能[26]。治理被海水石油污染的的水体，生物碳在吸附石油的同时又作为微生物固定化的载体固定微生物，然后释放入海水中[27]。目前，生物碳相对于其他有机、无机载体，简单易得，原料充足，成本也比较低，还能实现资源的循环利用，提高资源的利用率，已经作为一种新型环境功能材料引起广泛关注[28]。有机载体材料主要有海藻酸钠（SA）、聚乙烯醇（PVA）、琼脂、聚丙烯酰胺（PAM）、卡拉胶、角叉莱胶、纤维素等。海藻酸钠有机载体现被广泛的应用于固定化的研究。其来源广泛，容易制备、具有较好的传质性能、对细胞活性影响较小、易被降解而不污染环境且价格便宜。目前，海藻酸钠在固定化微生物降解土壤和水体污染方面中占据重要的位置，并大量应用于环境保护领域[29]。
本研究采用微生物联合固定化技术来降解水体中的麦草畏，以麦草畏降解菌XD3为包埋对象，海藻酸钠为包埋载体，生物碳为吸附剂，氯化钙溶液为交联剂，制备海藻酸钠生物碳联合固定化小球。研究了接种量及生物碳含量对联合固定化小球降解麦草畏的影响，确定最佳固定化条件；比较了不同环境条件下联合固定化菌和游离菌降解麦草畏的性能。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract. 3
Key words 3
引言： 4
1 材料与方法 5
1．1 实验材料 5
1．1．1 麦草畏 5
1．1．2 菌种来源及种子液制备 5
1．1．3 培养基与试剂 5
1．2 实验方法 5
1．2．1 麦草畏含量的测定 5
1．2．2 生物碳制备及结构特性表征 6
1．2．3 固定化小球的制备过程 6
1．2．4 联合固定化细菌小球制备条件优化 6
1．2．5 海藻酸钠固定化小球与海藻酸钠生物碳联合固定化小球的对比研究 6
1．2．6 联合固定化菌及游离菌在不同环境条件下对麦草畏降解的影响研究 6
2 结果与分析 7
2．1 生物碳结构性能表征 7
2．2 联合固定化菌小球制备条件优化 7
2．3 联合固定化菌小球制备条件优化 8
2．4 联合固定化菌及游离菌在不同温度下对麦草畏降解的影响 9
2．5 联合固定化菌及游离菌在不同pH下对麦草畏降解的影响 10
2．6 联合固定化菌及游离菌在不同NaCl浓度下对麦草畏降解的影响 10
2．7 联合固定化菌及游离菌在不同重金属离子影响下对麦草畏降解的影响 11
3 讨论 12
4 结论 12
致谢 13
参考文献： 14
海藻酸钠小球固定食酸菌属XD3降解水体中麦草畏的研究
引言
麦草畏（Dicamba）
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
是一种使用广泛的除草剂，对阔叶杂草具有较好的防除效果[1]。研究表明，麦草畏是一种DNA损伤物质，会对人和其他生物产生危害[2]。已经有的研究报道表明，在农田、地表饮用水源、江河口等地方均能检测到麦草畏[3]。
麦草畏原药大鼠经口LD50：雌757 mg/kg，雄1414 mg/kg，静脉注射：雄80 mg/kg，雌2000 mg/kg。近年来的研究表明，麦草畏能够使大肠杆菌的DNA链发生损伤，会造成同源重组A—G的基因突变[4]。同时体外实验研究表明，麦草畏是一种DNA损伤的介质能诱导同源染色体的交换，对人淋巴细胞的有丝分裂和细胞周期都产生影响[5]。
麦草畏适用于旱地除草，喷洒后能被杂草的叶、塞、根吸收，通过初皮部及木质部传导，阻碍植物激素的正常作用而使其死亡，对一年生及多年生阔叶杂草具有显著防除作用，可用于玉米、高粱、小麦、大麦、水稻等农作物上以及防除播娘篙、苍耳、藜、猪秧秧、荞麦蔓、牛繁缕等恶性阔叶杂草[6]。同时，随着抗麦草畏作物的不断开发以及其它除草剂与麦草畏的混合使用，不仅可扩大杀草谱，而且扩大的麦草畏的应用量。麦草畏能在土壤中被微生物分解，对小麦、玉米等禾本科作物比较安全，具备杀草力强、药效快速、持效适中、用量少、经济效益高等特点。麦草畏是高效低毒、选择性好的安全除草剂，从21世纪开始，在美国、阿根廷和巴西等国的使用量以年均5%左右逐年上涨，今年来已在世界各地广泛使用[7, 8]。
根据以往的研究，麦草畏可以通过各种方式被去除，包括光催化氧化分解法[9,10]、吸附法[11, 12]、厌氧降解法[13, 14]、零价铁还原法[15, 16]、辐射分解法[17]等。
顾继东、程树培等[18]研究了麦草畏的厌氧降解可生化性和对厌氧降解过程当中的主要代谢产物的进行了分析，结果表明厌氧反应至第7 d，麦草畏的转化率达64%，在降解27 d中，主要中间代谢产物是3,6二氯水杨酸。；M.L. MayaTrevino等[19]研究了ZnOFe2O3的氧化耦合物的太阳能光催化活性对麦草畏和2,4D降解的影响；Ghoshdastidar等[20]研究了膜生物反应器中麦草畏的降解，研究结果表明降解112天后麦草畏的去除率为75.4%。目前，麦草畏的好氧生物降解报道研究较少。
细胞固定化是一种经济有效的技术，在污染物处理领域受到越来越多的关注[21]。此外，因其具有保持生物高密度，高活性，对环境耐受力强，制备方法简单，反应易控制，对细胞无害，有较好的重复性[22]等特点，所以在废水处理方面有较高的研究价值。
一般的微生物固定化技术方法主要有包埋法、吸附法、交联法等。目前国内外对于传统的单一方式固定化微生物方法的研究报道较多，而对于融合不同固定化法的新型联合固定化微生物技术报道较少[23]。联合法是将两种或多种固定化微生物的方法结合起来使用，使各种固定化方法实现优势互补，以获得具有高微生物活性和高强度的固定化微生物的方法。实际应用中，载体及包埋条件的选择是固定化微生物在较长时间内保持一定的强度和微生物活性，降低固定化成本并延长固定化微生物使用寿命的关键。海藻酸钠因价格低廉，对细胞相对毒性小，固定化成形方便，成为目前废水处理中应用最广的包埋剂之一[24]。
固定化载体材料种类诸多，当前经常使用的载体大抵可分为无机载体、有机载体和复合载体3大类。固定化微生物的活性和固定化传质性能直接受到载体的物理化学性质影响。理想的固定化载体应具备下列几个条件：对微生物细胞无毒，传质性能好，机械强度高，性质稳定，不易被生物降解，制备工艺简单、价格低廉[25]。
无机载体主要有硅藻土、生物碳、多孔陶珠、沙粒、多孔玻璃、红砖碎粒、沸石等。生物碳多来源于农业废弃物，是在缺氧或无氧条件下低温(正常＜700℃) 裂解制备而成，具有丰富的孔隙结构，比表面积大且有较好的吸附性能[26]。治理被海水石油污染的的水体，生物碳在吸附石油的同时又作为微生物固定化的载体固定微生物，然后释放入海水中[27]。目前，生物碳相对于其他有机、无机载体，简单易得，原料充足，成本也比较低，还能实现资源的循环利用，提高资源的利用率，已经作为一种新型环境功能材料引起广泛关注[28]。有机载体材料主要有海藻酸钠（SA）、聚乙烯醇（PVA）、琼脂、聚丙烯酰胺（PAM）、卡拉胶、角叉莱胶、纤维素等。海藻酸钠有机载体现被广泛的应用于固定化的研究。其来源广泛，容易制备、具有较好的传质性能、对细胞活性影响较小、易被降解而不污染环境且价格便宜。目前，海藻酸钠在固定化微生物降解土壤和水体污染方面中占据重要的位置，并大量应用于环境保护领域[29]。
本研究采用微生物联合固定化技术来降解水体中的麦草畏，以麦草畏降解菌XD3为包埋对象，海藻酸钠为包埋载体，生物碳为吸附剂，氯化钙溶液为交联剂，制备海藻酸钠生物碳联合固定化小球。研究了接种量及生物碳含量对联合固定化小球降解麦草畏的影响，确定最佳固定化条件；比较了不同环境条件下联合固定化菌和游离菌降解麦草畏的性能。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/464.html
