药渣残留泰乐菌素的微生物降解动力学及其影响因素分析研究

来源 :宁夏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hnwkn2008
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大量抗生素类药物的广泛使用及不合理排放,给生态环境带来了严重威胁,如何有效处理难降解抗生素类药物残留,已是目前国内外普遍关注的热点问题。生物降解是处理环境中污染物的一个优良途径。本论文以泰乐菌素药渣的生物降解为研究对象,探讨了泰乐菌素降解菌株的生理生化特征、泰乐菌素的降解动力学特性、菌株的酶促降解特性、降解动力学的影响因素及泰乐菌素降解产物的生态毒性,旨为泰乐菌素药渣处理及其资源化利用提供相关数据。取得了如下结果:(1)从长期堆放泰乐菌素药渣的土壤中筛选分离出1株泰乐菌素高效降解菌TS1,为革兰氏阴性菌,经16S rDNA鉴定为越南伯克霍尔德氏菌(Burkholderia vietnamiensis),在Genbank上登录号为KC282371。B.vietnamiensis耐碱性能力较强,在pH5~11时都能较好的生长,但较适宜的生长pH值为7。B.vietnamiensis对盐的耐受性较好,在NaCl浓度达到3%时,仍能正长生长。菌株TS1对温度的适应范围较宽,在20~50℃范围内均能生长。(2)B.vietnamiensis对泰乐菌素的降解符合一级动力学特征。对初始浓度为50,100,200,300,400,500mg/L泰乐菌素的降解动力学方程分别为ln c=-0.4078t+4.043,ln c=-0.4496t+4.8416,ln c=-0.4069f+5.4932,ln c=-0.4174t+5.9766,ln c=-0.4233t+6.2483,ln c=-O.342t+6.4618半衰期(t1,2)分别为1.69,1.54,1.70,1.66,1.64,2.03d。在所研究浓度范围内,泰乐菌素浓度在100~400mg/L时,降解速率常数k均大于0.4,半衰期小于2d;当浓度达到一定限度时,反应速率开始显著下降,高浓度泰乐菌素抑制菌株对其的降解。(3)以蛋白胨或氨氮作为泰乐菌素共代谢基质时,菌株B.vietnamiensis在7d内对初始浓度为300mg/L泰乐菌素的降解率可达99%以上,降解动力学方程分别为:ln c=-0.4174t+5.9766,ln c=-0.3719t+6.0133t1/2分别为:1.66和1.86d。而用葡萄糖作为共代谢基质时,泰乐菌素在10d内的降解率仅为66.7%,并且t1/2延长至6.44d,说明葡萄糖的加入不利于了菌株B.vietnamiensis对泰乐菌素的降解。(4)泰乐菌素的酶促降解动力学反应中,ln c与降解时间t呈对数关系。随着泰乐菌素初始浓度的增高,反应半衰期t1,2逐渐延长;当泰乐菌素初始浓度低于600mg/L时,降解反应半衰期均低于1h:高浓度泰乐菌素对B.vietnamiensis胞内酶的酶促降解有明显的抑制作用。(5)用B.vietnamiensis降解泰乐菌素,初始浓度为2000mg/L的泰乐菌素降解后的产物对土壤蚯蚓未见明显毒性效应,说明B.vietnamiensis降解泰乐菌素后的产物对生态环境没有明显毒害作用。
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