雌激素降解菌固定化菌劑的制備及其對污水和牛糞中雌激素的去除作用.pdf

1、環(huán)境雌激素能夠通過擾亂生物體內(nèi)天然激素的運輸、分泌、合成、結(jié)合和代謝，影響生物生殖等功能，從而對生物體健康和種群繁衍產(chǎn)生嚴(yán)重影響。環(huán)境雌激素常在污水和畜禽糞便中富集，如何簡便、高效地去除污水和畜禽糞便中雌激素，進而實現(xiàn)污水和畜禽糞便的無害化處理，這已成為環(huán)保領(lǐng)域亟待解決的重大課題之一。
　　本研究采用海藻酸鈉包埋法，將具有雌激素降解功能的單一菌株和混合菌株分別制備成固定化菌劑，探討了菌劑對雌激素的去除效能，并將其投加至實際污水和牛

2、糞中，分析了其應(yīng)用效果，以期為利用固定化功能菌劑來有效去除污水和牛糞中雌激素、規(guī)避雌激素污染風(fēng)險等提供新思路和途徑。主要成果如下:
　　1.將購買自ATCC的具有雌二醇(E2)降解功能的供試菌株Novosphingobium sp.ARI-1固定化。通過正交試驗，確定了海藻酸鈉包埋E2降解菌劑的最優(yōu)固定化條件:海藻酸鈉濃度為5％,菌懸液與海藻酸鈉體積之比為1∶2，CaCl2·2H2O濃度為4％，4℃條件下交聯(lián)6h。在不同pH值、溫

3、度和接種量條件下，固定化菌劑對水中E2的去除率均高于游離態(tài)菌株，極端條件下差異尤為明顯。固定化菌劑去除水中E2的最適環(huán)境條件為:pH值6.0，溫度30℃，接種量50 g·L-1。該條件下，E2濃度從50 mg·L-1升高至300mg·L-1，菌劑對E2去除率逐漸降低，E2濃度≤150 mg·L-1時，固定化菌劑對水中E2的去除率在91.94％以上;E2濃度＞150 mg·L-1時，其去除率在86.06％以上。單一雌激素體系中，Novos

4、phingobium sp.ARI-1對雌激素的降解具有廣譜性。7d處理后固定化菌劑對50 mg·L-1的雌酮(E1)去除率為99.35％，2d對50 mg·L-1雌三醇(E3)的去除率為100％。復(fù)合雌激素體系中，固定化菌劑對E3、E2、E1的去除率分別為100％、98.39％、98.67％。
　　2.研究了固定化E2降解菌劑對實際污水和牛糞中E3、E2、E1的去除性能。采集了南京市某湖泊的污水入口湖水，檢測得污水中E3、E2、

5、E1濃度分別為1.52、0.71、1.75μg·L-1。將50 g·L-1的固定化E2降解菌劑投加至該污水中，30℃、150 r·min-1振蕩培養(yǎng)7 d后，菌劑對污水中E3、E2、E1的去除率分別為100％、94.76％和80.43％。采集了南京市某奶牛養(yǎng)殖場的牛糞，檢測得牛糞中E3、E2、E1含量分別為0.66、0.64、0.71mg·kg-1。將固定化E2降解菌劑投加至牛糞中，處理條件為翻堆時間12 h、接種量200g·kg-1、

6、牛糞含水量為70％，處理后菌劑對牛糞中E3的去除率為98.91％，并可以完全去除牛糞中E2和E1。
　　3.通過構(gòu)建固定化混合菌劑的12種組合，確定了最優(yōu)固定化混合菌劑組合為Novosphingobium sp.ARI-1∶Rhodococcus sp.JX-2∶Serratia sp.S=3∶2∶1。研究表明，固定化混合菌劑去除E3、E2、E1、己烯雌酚(DES)的最適環(huán)境條件為pH值6.0，溫度30℃，菌劑接種量200 g·L

7、-1。該條件下，隨著E3、E2、E1、DES濃度從15 mg·L-1增至25 mg·L-1，菌劑對水中E3、E2、E1、DES去除率均提高，最高達98.20％、97.17％、95.28％、49.43％;隨著E3、E2、E1、DES濃度從25 mg·L-1增至45 mg·L-1，菌劑對水中E3、E2、E1、DES去除率分別降至80.91％、80.06％、52.88％、22.30％。采集了南京市某湖泊的污水入口湖水(E3、E2、E1、DES

8、濃度分別為1.52、0.71、1.75、10.63μg·L-1)，200 g·L-1固定化混合菌劑、30℃、150 r·min-1振蕩培養(yǎng)7d后，菌劑對污水中E3、E2、E1、DES去除率分別為100％、95.69％、89.68％、90.12％。采集了南京市某奶牛養(yǎng)殖場的牛糞（E3、E2、E1、DES含量分別為0.66、0.64、0.71、2.83mg·kg-1），接種量200 g·kg-1、翻堆時間12 h、含水量70％的處理條件下，