[发明专利]多酚污染物生物降解过程中的相互作用及研究方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多酚污染物生物降解过程中的相互作用及研究方法。

背景技术

酚类化合物是指一系列芳香族碳氢化合物羟基衍生物的统称，会严重刺激呼吸系统和眼睛，腐蚀皮肤引起灼伤和皮炎，甚至造成慢性中毒引起消化系统障碍，神经系统紊乱，内脏受损等，在细胞内部会与蛋白质结合使其凝固，从而杀死细胞，具有极大原生质性的毒性危害。在水中存在的酚类化合物耗氧量较高，严重打破了水体生态中的氧平衡，而且在较低浓度下（1-10mg/L）会造成水体生物的大量死亡，抑制各种微生物生长，破坏水体生态平衡。含有酚类污染物的废水主要来自石油化工厂、塑料厂、合成纤维厂、炼油厂、树脂厂和焦化厂等化工企业，是水体的重要污染物之一。酚类污染物对所有生物活性体均能产生毒性，可通过与皮肤、粘膜的接触不经肝脏解毒直接进入血液循环，致使细胞破坏并失去活力，也可通过口腔侵入人体，造成细胞损伤。高浓度的酚液能使蛋白质凝固，并能继续向体内渗透，引起深部组织损伤，坏死乃至全身中毒，即使是低浓度的酚液也可使蛋白质变性。人如果长期饮用被酚污染的水能引起慢性中毒，出现贫血、头昏、记忆力衰退以及各种神经系统的疾病，严重的会引起死亡。工业含酚废水中同时含有苯酚、甲酚、氯酚、硝基酚等多种典型难降解酚类化合物，实现其无害化处理始终是一个世界性难题。酚类化合物被美国国家环境保护总局（EPA）列为129种优先控制污染物之一，并且规定废水中的酚浓度不得超过lmg/L。同时我国也将其列入“水中优先控制污染物黑名单”，对含酚废水的排放有着严格的标准。

酚类污染物的处理手段有物理法，化学法与生物法。其中的生物法降解有机工业废水是目前应用最为普遍的含酚废水处理技术，但在生物处理过程中，有机污染物对微生物的毒害作用导致其降解效率低下，获得特异性的微生物菌种成为实现污染物高效降解的核心问题。但在从实验室小试到实际废水处理应用过程中，往往由于污染物的复杂性和难降解性导致过程崩溃。研究发现，自然界中存在一些特殊微生物菌群，由于其系统组成和功能的多样性，能够表现出单菌株不具备的有机污染物降解代谢能力。在实验室条件下，多种纯培养微生物的混合培养也表现出对某一种或几种酚类污染物的降解作用的提高，甚至能够获得原先没有的降解能力。菌群组成和功能多样性带来的高污染物压力下的高效性和稳定性，为酚类污染物高效生物降解提供了继活性污泥和纯培养菌种之后的新思路。目前，含酚废水的治理方法随着对酚类危害认识和水处理技术不断发展而逐步发展起来的，主要分为三大类：物理处理法，化学处理法和生物处理法。而且随着技术不断的发展各种方法不断结合和相互渗透，以达到更好的治理效果。生物法降解有机工业废水是目前应用最为普遍的含酚废水处理技术，至今已有一百多年的历史。它的工作原理是利用微生物的新陈代谢作用将废水中有机污染物转化为CO₂、N₂和H₂O等无毒害小分子物质排放。生物法处理效率高、应用广、处理能力强、设备较简单、产生二次污染极少、出水水质好、运行与操作方便及运行费用较低等优点，在当前工业废水处理技术中占主导地位。但生物处理过程受废水pH值、温度及含酚量和种类等因素的影响较大，所以对操作条件要求比较严格。尽管大量的苯酚降解野生菌已经被筛选出来，但是生产中含酚废水往往同时含有多种难降解化合物，限制纯菌株的应用发展。近些年研究发现，多种微生物的共同培养有利于它们代谢功能的有机结合。在实际废水中往往存在多种污染物，在其降解过程中存在着各种各样的相互作用，主要表现为相互抑制和促进的共代谢模式。因此单底物模型不能够描述这类混合物的降解。

由于酚类污染物的复杂性和多样性，所以研究酚类污染物中各种组分对微生物降解的作用具有重要的实际意义。

发明内容

本发明提供了一种多酚污染物生物降解过程中的相互作用。本发明的另一个目的是提供对这种相互作用的一种研究方法。本发明所应用到的酚类污染物降解菌是铜绿假单胞菌GIMT1.074。

具体技术方案如下：

一种多酚污染物生物降解过程中的相互作用的研究方法，其步骤如下：

1）配置用于降解多酚污染物的培养基；酚类降解实验所用的选择性培养基是在无机盐培养基基础上添加苯酚或间甲酚作为碳源；在研究不同间甲酚浓度对苯酚降解影响时，固定苯酚的浓度，选择间甲酚的浓度不同浓度的几个梯度水平；在研究不同苯酚浓度对间甲酚的降解影响时，固定间甲酚的浓度，选择苯酚的不同浓度的几个梯度水平；每个梯度进行平行实验；

2）利用铜绿假单胞菌GIMT1.074接种到培养基中进行培养；