碘普羅胺及其類似物降解菌的篩選及其強化生物去除研究.pdf

1、近年來，新型痕量污染物PPCPs即藥物及個人護膚品(Pharmaceuticals and Personal Care Products)對生態(tài)系統(tǒng)及人類安全的潛在危害性引起了人們的高度重視，成為了國內(nèi)外學者研究的熱點。本文選擇PPCPs中常見碘化造影劑碘普羅胺及其類似物碘美普爾作為研究對象。
　　 首先建立了水環(huán)境中痕量碘普羅胺及碘美普爾的固相萃取一高效液相(SPE-HPLC)檢測方法。選用HLB固相萃取小柱，用H2SO4調(diào)節(jié)

2、水樣PH=5，用8mL100％甲醇以1mL/min的流速進行洗脫，對樣品進行固相萃??；其進行高效液相檢測的最優(yōu)色譜條件為：檢測器為紫外檢測器，柱型為Eclipse XDB C18分析色譜柱(4.6×150 mm，5μm)，最大吸收波長242nm，柱溫25℃，流動相為乙腈：水=9:91，流速0.4mL/min，進樣量20μL。在此檢測條件下，碘美普爾的出峰時間在5.5min左右，碘普羅胺同分異構(gòu)體的出峰時間分別在8.1min、8.8min

3、左右。碘美普爾的標準曲線方程：y=0.008x+0.0291，R2=0.9999；碘普羅胺的標準曲線方程：y=0.007x+0.0059，R2=0.9999，線性關(guān)系良好。用該法檢測碘美普爾和碘普羅胺的回收率分別為96.58%、97.28%，相對標準偏差均小于2%。故該方法不僅簡便易行，還具有較高精確度。
　　 其次，本論文從城市污水處理廠的二沉池回流污泥中篩選出一株可以高效降解碘普羅胺的菌株I-24。根據(jù)其生化特性及分子學鑒定

4、，確定菌株I-24屬于假單胞菌屬(Pseudomonas)，并命名為Pseudomonassp.I-24。并且研究發(fā)現(xiàn)菌株I-24是通過共代謝途徑實現(xiàn)對碘普羅胺的降解的。菌株I-24降解碘普羅胺的最佳條件為pH7.0，30℃。在此條件下，當接種量為5％，菌株I-24在含有30mg/L碘普羅胺、200mg/L淀粉的無機鹽培養(yǎng)基中生長5天后，碘普羅胺的降解率即達到99％左右。此外，該菌株通過共代謝機理對碘美普爾也具有一定的降解能力。將菌株I

5、-24對碘普羅胺和碘美普爾隨時間的降解情況進行擬合，其中y為殘余物質(zhì)濃度C(mg/L)，x為降解時間t(d)，擬合曲線均符合一級反應動力學方程，分別為：y=93.057e-0.886x(R2=0.9718)；y=35.043e-0.0927x(R2=0.9229)。
　　 最后將篩得的高效降解菌株I-24與活性污泥(MLSS：2500mg/L)以1/1000(V：V)的比列混合投加到填充50％懸浮填料的好氧池中，懸浮填料的存在可

6、在一定程度上防止菌液的流失。同時設(shè)有不投加高效菌株I-24的一組平行反應器作為對照。通過控制變量法在保持好氧池填料填充率50％、內(nèi)回流200％、外回流100％，同時，好氧池DO控制在3-4mg/L、缺氧池DO控制在0.5mg/L以下、厭氧池DO控制在0.2mg/L以下的前提下，先后對水力停留時間和污泥齡進行優(yōu)化。研究結(jié)果表明，當水力停留時間為10h，污泥齡為10d時，碘普羅胺和碘美普爾的去除效果最佳。此時，未投加菌株I-24的反應器中，

7、碘普羅胺和碘美普爾的平均去除率分別為27.3％、20%，而投加菌株I-24的反應器則對碘普羅胺和碘美普爾的去除體現(xiàn)出一定優(yōu)勢，碘普羅胺和碘美普爾的平均去除率分別達到：60%，50.4%。同時，CODcr、NH3-N、TP去除率分別為：94.27%、92.32%、90.88%，出水中各常規(guī)指標均達城市污水二級排放標準。
　　 投加菌株I-24的反應器與未投加菌株I-24的反應器相比，只有碘普羅胺、碘美普爾的去除體現(xiàn)了較大的優(yōu)勢。對

8、于其他常規(guī)水質(zhì)指標如CODcr、NH3-N、TP等，兩組反應器的去除效果相當。這表明，將高效菌株I-24以1/1000的投加量投加入懸浮填料A2/O工藝的好氧池中，不足以對原處理系統(tǒng)降解其他污染物的能力造成影響。此外，污泥脫氫酶活性的測定和DGGE圖譜分析也證實了菌株I-24的投加并未給原生態(tài)系統(tǒng)帶來負面影響。脫氫酶活性在剛投加菌株時，略有變化，但是隨著反應器運行兩天后，又恢復到投菌前的水平。PCR-DGGE分析結(jié)果表明，當菌株I-24