超富集生物体微生物快速减容技术应用基础研究

超富集植物体论文 纤维素酶论文 固体发酵论文 复合菌论文
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本论文针对如何处理铀(U)及伴生重金属超富集植物体的关键技术问题,利用实验前期筛选并组配的一组耐受U及伴生重金属的复合纤维素降解菌对含U秸秆(模拟超富集植物体)进行固态发酵。采用单因素与正交实验相结合,获得了复合菌株固体发酵减容含U秸秆过程中产纤维素酶的最佳条件,以及复合菌固体发酵减容含U秸秆15 d后秸秆干物质量及各组分的变化。采用三元二次正交旋转组合设计,初步探究了复合菌固体发酵减容含U、锰(Mn)、砷(As)秸秆时产纤维素酶特性。这些结果可为超富集植物体的减容研究提供一定的理论和技术支撑。研究结果如下:(1)复合菌株固体发酵减容含U秸秆过程中产纤维素酶的最佳条件:以25g含U小麦秸秆为碳源的条件下,2%的硫酸铵营养液为氮源,接种量为4 mL,发酵温度为40℃,初始p H=7,固液比为1:5。在此条件下固体发酵减容含U秸秆其产羧甲基纤维素酶活力(CMCA)为709.77 IU,滤纸酶活力(FPA)为650.74 IU。(2)复合菌在不同条件下固体发酵减容含U秸秆15 d后的秸秆失重率和木质纤维素降解率:最适氮源种类及浓度下,秸秆失重率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素降解率分别为50.25%、55.46%、60.48%、34.19%;最佳接种量条件下,秸秆失重率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素降解率分别为52.63%、60.19%、66.39%、36.58%;最适温度下,秸秆失重率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素降解率分别为52.98%、59.30%、66.21%、35.96%;最适初始p H条件下,秸秆失重率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素降解率分别为53.13%、60.29%、65.61%、36.54%;最佳固液比条件下,秸秆失重率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素降解率分别为56.02%、63.30%、69.37%、37.22%;以25g含U小麦秸秆为碳源的条件下,2%的硫酸铵营养液为氮源,接种量为4 mL,发酵温度为40℃,初始p H=7,固液比为1:5条件下,秸秆失重率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素降解率分别为56.56%、67.13%、69.25%、37.32%。(3)复合菌固体发酵减容U、Mn、As秸秆时的产纤维素酶特性:在50~400 mg/kg的U、Mn、As复合污染下,U(r=-0.2569)、Mn(r=-0.0515)对复合菌产CMCA呈负效应,As(r=0.5162*)对复合菌产CMCA呈显著正效应;在50~400 mg/kg的U、Mn、As复合污染下,U(r=-0.2206)、Mn(r=-0.1403)对复合菌产FPA呈负效应;As(r=0.4861)对复合菌产FPA呈正效应。
摘要第4-6页
abstract第6-7页
1 绪论第11-24页
    1.1 本论文的研究背景第11-12页
    1.2 国内研究现状和发展趋势第12-15页
        1.2.1 植物修复技术简介第12页
        1.2.2 现有超富集植物处置方法第12-15页
    1.3 木质纤维素的生物降解第15-20页
        1.3.1 纤维素的降解第17-18页
        1.3.2 半纤维素的降解第18-19页
        1.3.3 木质素的降解第19-20页
    1.4 本论文主要来源、主要研究内容及技术路线第20-22页
        1.4.1 本论文来源第20页
        1.4.2 本论文主要研究内容及技术路线第20-22页
    1.5 本论文的创新点第22页
    1.6 本论文研究意义第22-24页
2 复合菌对铀超富集植物体减容过程中的产酶条件优化第24-52页
    2.1 引言第24-25页
    2.2 实验材料和方法第25-32页
        2.2.1 实验材料和试剂第25-26页
        2.2.2 主要仪器设备第26-27页
        2.2.3 实验方法第27-32页
    2.3 结果与分析第32-49页
        2.3.1 氮源对产纤维素酶的影响第32-35页
        2.3.2 接种量对产纤维素酶的影响第35-37页
        2.3.3 培养温度对产纤维素酶的影响第37-39页
        2.3.4 初始pH对产纤维素酶的影响第39-40页
        2.3.5 初始水分(固液比)对产纤维素酶的影响第40-42页
        2.3.6 初始铀浓度对产纤维素酶的影响第42-44页
        2.3.7 产酶条件的正交优化第44-48页
        2.3.8 最优条件下的酶活第48-49页
    2.4 讨论第49-50页
    2.5 本章小结第50-52页
3 固态发酵条件下复合菌对铀超富集植物体的减容效果研究第52-83页
    3.1 引言第52-53页
    3.2 实验材料和方法第53-56页
        3.2.1 实验材料和试剂第53页
        3.2.2 主要仪器设备第53-54页
        3.2.3 实验方法第54-56页
    3.3 结果与分析第56-80页
        3.3.1 不同氮源条件下秸秆失重率及各组分的变化第56-60页
        3.3.2 不同接种量条件下秸秆失重率及各组分的变化第60-62页
        3.3.3 不同温度下秸秆失重率及各组分的变化第62-64页
        3.3.4 不同初始pH条件下秸秆失重率及各组分的变化第64-66页
        3.3.5 不同初始水分条件下秸秆失重率及各组分的变化第66-68页
        3.3.6 不同初始铀浓度下秸秆失重率及各组分的变化第68-70页
        3.3.7 正交优化条件下秸秆失重率及各组分的变化第70-78页
        3.3.8 最优条件下的秸秆降解率第78-79页
        3.3.9 SEM结果与分析第79-80页
    3.4 讨论第80-82页
    3.5 本章小结第82-83页
4 铀、锰、砷复合污染下复合菌的产酶特性研究第83-97页
    4.1 引言第83-84页
    4.2 材料与方法第84-87页
        4.2.1 材料与方法第84页
        4.2.2 主要仪器设备第84页
        4.2.3 实验方法第84-87页
    4.3 结果与分析第87-94页
        4.3.1 复合污染对复合菌产羧甲基纤维素酶的影响第87-91页
        4.3.2 复合污染对复合菌产滤纸酶活的影响第91-94页
    4.4 讨论第94-95页
    4.5 本章小结第95-97页
结论与展望第97-100页
致谢第100-101页
参考文献第101-112页
学位攻读期间发表的论文及科研成果第112页
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