短鏈壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解性能研究.pdf

1、壬基酚聚氧乙烯醚(Nonylphenol Polyethoxylates，NPnEO，n=1～20)是全球第二大類商用非離子表面活性劑，廣泛存在于人們?nèi)粘Ｉ钪校c人類生活息息相關(guān)。進(jìn)入到環(huán)境中的壬基酚聚氧乙烯醚經(jīng)過微生物的作用被逐級(jí)降解，最后轉(zhuǎn)化為短鏈的壬基酚聚氧乙烯醚(ShortChain Nonylphenol Polyethoxylates，SCNPnEO，n=l～2)及壬基酚(Nonylphenol，NP)。SCNPnEO也可

2、簡(jiǎn)寫為NPnEO1～2或NPnEO(n=1～2)，其作為NPnEO的降解產(chǎn)物因其性質(zhì)穩(wěn)定，較難進(jìn)一步降解，在自然界中普遍存在。NPnEO0～2是一種環(huán)境激素，在結(jié)構(gòu)上NPnEO0～2與內(nèi)源性雌激素17β-雌二醇相似，進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生雌激素樣作用，具有“致癌、致畸、致突變”的三致效應(yīng)。NPnEO0～2分布遍及全球，在大部分國(guó)家和地區(qū)NPnEO0～2都能被檢測(cè)出。目前，NPnEO0～2對(duì)人類及動(dòng)植物的危害日益凸顯，尋找合適的降解菌避免其在

3、環(huán)境中沉積，最終使NPnEO0～2完全無(wú)機(jī)化，具有十分重要的意義。
　　本研究以分散液相微萃取-高效液相色譜法(Dispersive Liquid-liquidMicroextraction-High Performance Liquid Chromatography, DLLME-HPLC)為檢測(cè)手段，考察了惡臭假單胞菌、紅串紅球菌和弗氏檸檬酸桿菌對(duì)NPnEO(n≈2)的降解性能。確定了最佳NPnEO(n≈2)降解條件（培養(yǎng)36

4、 h），即培養(yǎng)溫度為30℃，培養(yǎng)基初始pH為6～7，初始NPnEO(n≈2)濃度為6μg/mL，菌種投加量為培養(yǎng)基體積的2％，共代謝底物為0.5g蛋白胨。在該培養(yǎng)條件下，三種細(xì)菌的NPnEO(n≈2)降解率分別為97.9％、98.9％、97.6％?？疾炝瞬煌壤幕旌暇鷮?duì)NPnEO(n≈2)降解效果（培養(yǎng)24 h），發(fā)現(xiàn)三種細(xì)菌比為1∶1∶1時(shí)，降解效率高于任何一種單一菌，表明細(xì)菌間的相互關(guān)系為協(xié)同占優(yōu)勢(shì)。
　　研究采用缺氧/好氧

5、膜生物反應(yīng)器(Anoxic/Oxic Membrane Bioreactor, A/O-MBR)降解人工模擬廢水中的NPnEO(n≈2)。前期研究表明，溫度是影響A/O-MBR降解NPnEO(n≈2)的最主要因素，所以本研究分別考察溫度為25、30、35、40℃時(shí)A/O-MBR對(duì)NPnEO(n≈2)的降解效果，確定最佳運(yùn)行溫度為35℃。通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中活性污泥的pH、混合液懸浮固體濃度(Mixed Liquor Suspended

6、 Solids，MLSS)、混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(Mixed Liquor Volatile Suspended Solids，MLVSS)、化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)的去除率、總磷(Total Phosphorus，TP)去除率以及氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)及亞硝氮(NO2--N)的變化確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。結(jié)果表明，在系統(tǒng)運(yùn)行的整個(gè)過程中pH在6.5～7.8之間;MLSS、ML

7、VSS分別在6221～7792 mg/L、5011～6588 mg/L間波動(dòng);COD、TP的去除率分別為:96.5％、95.4％;氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)及亞硝氮(NO2--N)的變化符合A/O工藝中N的理論循環(huán)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
　　采用平板劃線法提取35℃時(shí)A/O-MBR工藝中缺氧池、好氧池中的優(yōu)勢(shì)降解菌。擴(kuò)大培養(yǎng)后進(jìn)行了最佳降解條件研究（培養(yǎng)24 h）。結(jié)果表明，培養(yǎng)溫度為30℃，培養(yǎng)基初始pH為7，缺氧菌和

8、好氧菌初始NPnEO(n≈2)濃度分別為15μg/mL和20μg/mL，菌種投加量為培養(yǎng)基體積的4％，蛋白胨用量:4 g。在該培養(yǎng)條件下，缺氧菌和好氧菌的NPnEO(n≈2)降解率分別為88.7％，87.4％。
　　研究結(jié)果表明，A/O-MBR工藝及五種單一菌均能對(duì)NPnEO(n≈2)進(jìn)行高效的降解，其中A/O-MBR工藝中提取的單一菌相比較惡臭假單胞菌、紅串紅球菌和弗氏檸檬酸桿菌能夠處理更高濃度的NPnEO(n≈2)，具有更大的