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生物表面活性剂鼠李糖脂的制备及其对PCBs污染土壤的修复

作　者: 吴星杰
导　师: 施周
学　校: 湖南大学
专　业: 市政工程
关键词: 生物表面活性剂 鼠李糖脂 多氯联苯 污染土壤 洗脱 修复
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 477次
引　用: 2次
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内容摘要


由于物理化学性质稳定,难降解性及其致癌性,多氯联苯（PCBs）已经成为环境中一类重要的有机污染物。多氯联苯疏水性使得其与受污染的土壤底泥结合紧密,导致对于含PCBs土壤的处理十分困难。生物修复因其经济有效而成为一种最有发展潜力的治理技术。但PCBs的生物可利用性是限制其生物降解的主要因素,添加表面活性剂是提高其生物可利用性的一个有效方法。表面活性剂能够增大疏水性有机物在水相中的溶解度从而增加传质速率和生物可利用性。但化学合成的表面活性剂本身有毒且难于降解,使其在PCBs污染生物治理中的应用受到限制。生物表面活性剂具有无毒且易于降解等特性,这使其在有机物污染土壤的生物治理中具有广泛的应用前景。本论文考察了鼠李糖脂生物表面活性剂的生产制备及其对PCBs污染土壤的修复研究。主要研究结果可归纳如下:（1）生产制备生物表面活性剂采用正交试验法确定,确定菌株产鼠李糖脂的适宜培养条件。结果表明该菌株产鼠李糖脂的适宜培养基组成为:豆油120g/L,NaNO3 8.0g/L,KH2PO4 1.0g/L,Na2HPO4·12H2O 1.0g/L,FeSO4·7H2O 0.2g/L,pH7.0。在此条件下培养96h,鼠李糖脂的最终产量达17.73g/L。（2）利用高效液相色谱/电喷雾离子化质谱仪分离并鉴定了菌株以豆油为碳源所产生物表面活性剂的组分。结果表明该生物表面活性剂中共含有多种鼠李糖脂的同系物,但主要是两种结构的鼠李糖脂,分子量分别为650和504,分别代表二鼠李糖脂和单鼠李糖脂。（3）提纯后的鼠李糖脂的临界胶束浓度（CMC）为54mg/L,CMC时的表面张力为28.87mN/m,具有较高的表面活性。（4）研究了鼠李糖脂对天然污染土壤解吸PCBs的情况。分别考察鼠李糖脂解吸土样中PCBs的动力学研究,溶液浓度、温度、pH值和离子强度对PCBs在污染土中解吸行为的影响。发现污染土壤中PCBs的解吸是一个快速反应,24h基本达到类似解吸平衡,但要达到真正的解吸平衡需要更长的时间。在试验条件下,温度对解吸行为产生影响不显著。当pH值较低时,土壤PCBs表现出一定的滞留能力;随着pH值的升高,吸附量降低,相应的解吸量加大。离子强度对解吸的影响较显著,离子强度增大,解吸量增加。通过对多氯联苯在土壤中的解吸附研究,可以了解其在环境中的存在状况和迁移转化规律,可为PCBs的土壤修复提供理论依据,对环境污染的防治和生态环境的保护有着重要的意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
缩略词及符号说明  11-12
第1章 绪论  12-32
  1.1 多氯联苯及其环境污染概况  12-17
    1.1.1 多氯联苯的简介  12-13
    1.1.2 PCBs 污染现状  13-15
    1.1.3 土壤环境中的PCBs 的环境行为及其迁移转化  15-17
  1.2 多氯联苯的处理方法  17-21
    1.2.1 封存法  17
    1.2.2 高温处理法  17-18
    1.2.3 化学脱除法  18-19
    1.2.4 生物修复法  19-21
  1.3 表面活性剂对多氯联苯污染土壤修复的研究进展  21-24
    1.3.1 研究进展  21-22
    1.3.2 修复的机理  22-24
  1.4 生物表面活性剂及其对环境有机污染物的修复  24-30
    1.4.1 生物表面活性剂的概念  24
    1.4.2 生物表面活性剂的产生历史  24
    1.4.3 生物表面活性剂的种类和它们的微生物来源  24-26
    1.4.4 相对化学合成表面活性剂的特性  26-27
    1.4.5 提高疏水性有机污染物生物可利用性作用机理  27-29
    1.4.6 生物表面活性剂对有机污染物修复的研究进展  29-30
  1.5 本论文的研究目的和研究内容  30-32
第2章 鼠李糖脂的发酵生产  32-46
  2.1 试验材料和方法  32-36
    2.1.1 试验材料  32-33
    2.1.2 菌种的活化  33
    2.1.3 菌种的保藏  33-34
    2.1.4 培养基  34
    2.1.5 培养方法  34
    2.1.6 测定方法  34
    2.1.7 试验方法  34-36
  2.2 结果与分析  36-45
    2.2.1 碳源的选择  36-38
    2.2.2 氮源的选择  38-39
    2.2.3 其他因素对糖脂产量的影响  39-43
    2.2.4 优化培养条件下的鼠李糖脂发酵生产  43-45
  2.3 小结  45-46
第3章 鼠李糖脂的分离提纯  46-66
  3.1 试验材料和方法  46-57
    3.1.1 试验材料  46-47
    3.1.2 试验思路  47-48
    3.1.3 试验方法  48-57
  3.2 试验结果与讨论  57-64
    3.2.1 发酵液中鼠李糖脂的初步分离  57
    3.2.2 柱层析试验  57
    3.2.3 薄层层析试验  57-58
    3.2.4 鼠李糖脂的鉴定  58-63
    3.2.5 鼠李糖脂部分性质的研究  63-64
  3.3 小结  64-66
第4章 鼠李糖脂对多氯联苯野外污染土壤的修复效果  66-78
  4.1 试验材料  66-67
    4.1.1 试验试剂  66
    4.1.2 试验仪器  66-67
  4.2 试验方法  67-71
    4.2.1 土壤的预处理与成分分析  67-68
    4.2.2 多氯联苯污染土壤本底浓度的测定  68
    4.2.3 野外多氯联苯污染土壤试验  68
    4.2.4 洗脱液中多氯联苯浓度的测定  68-70
    4.2.5 鼠李糖脂对多氯联苯野外污染的修复效果  70-71
  4.3 试验结果与讨论  71-76
    4.3.1 多氯联苯污染土壤中本底浓度的确定  71-72
    4.3.2 鼠李糖脂解吸土样中PCBs 的动力学研究  72-74
    4.3.3 温度浓度及对的鼠李糖脂解吸污染土样中PCBs 的影响  74-75
    4.3.4 pH 值对鼠李糖脂解吸 PCBs 效果的影响  75-76
    4.3.5 离子强度对鼠李糖脂解吸 PCBs 效果的影响  76
  4.4 小结  76-78
结论  78-80
  结论  78-79
  有待进一步研究的问题  79-80
参考文献  80-89
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)  89-90
致谢  90

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 土壤污染及其防治
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