两株菲降解细菌及产生生物表面活性剂特性研究开题报告

 2024-01-02 10:41:18

1. 研究目的与意义

研究背景:近年来,由于工业化的快速发展,多环芳烃(PAHs)成为环境中最主要的持久性有机污染物之一。PAHs对人体健康也构成威胁,因此PAHs污染治理成为当今热门的研究方向。其中生物修复是利用微生物自身的生长代谢来降解有机污染物的一种经济有效的方法,它具有可持续性和环境友好性。然而,PAHs在环境中难溶、生物可利用性低是限制微生物修复有机污染物的关键问题。生物表面活性剂是微生物生长代谢产生的一类同时含有亲水基团和疏水基团的大分子化合物,因其能够提高PAHs的生物可利用性而受到广泛关注。

研究目的:先通过排油圈法检测菌株是否产生表面活性剂,再通过傅里叶红外变换光谱鉴定菌株所产生的表面活性剂的类型。乳化性能测试进一步探究了培养时间、温度、pH和碳源对菌株培养液乳化活性的影响。以菲作为目标PAHs化合物,研究B6-2菌和KL菌对PAHs的降解率。

研究意义:实验室前期研究发现,克雷伯氏菌KL和施氏假单胞菌B6-2具有较好的降解多环芳烃的特性,并且已有研究表明,表面活性剂对细菌降解PAHs具有增效作用。本研究拟以菲作为目标PAHs化合物,研究B6-2菌和KL菌对PAHs的降解率并测试其在不同培养时间、温度、pH和碳源下培养液乳化活性,探究其自身产生表面活性剂的特性。对多环芳烃污染物的修复降解进行探讨,填补这两菌株在当前生物修复方面的不足。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:施氏假单胞菌B6-2和克雷伯氏菌KL的特性研究(是否产生排油圈,有机溶剂沉淀法提取表面活性剂,傅里叶变换红外光谱扫描,测定在不同培养时间、pH、碳源条件下菌株培养液乳化指数的大小,以菲作为目标PAHs化合物,研究B6-2菌和KL菌对PAHs的降解率)

预期目标:B6-2和KL两菌株既能产生生物表面活性剂又能有效地降解菲。

3. 研究的方法与步骤

1)排油圈法:

取发酵液10 mL,10000 r/min,4℃离心10 min,保留上清液。另取一直径9 cm的培养皿,加30 mL蒸馏水,在水面上滴入4 mL经苏丹Ⅲ染色的液体石蜡,在油膜中央滴加20 μL发酵液,观察是否有排油圈产生,游标卡尺测量排油圈的直径。重复测定3次,取平均值。

2)有机溶剂沉淀法:

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4. 参考文献

[1]阎洁, 余雪巍, 李鉴博, 等. 一株菲降解细菌产生生物表面活性剂特性的研究[J]. 生态环境学报, 2021,30(08): 1683-1694.

[2]王仁女. 一株菲降解菌CFP312筛选及其增溶生物降解研究[D]. 江西理工大学, 2020.

[3]郑兰健. 高产生物表面活性剂菌株的筛选及其对多环芳烃降解性能的研究[D]. 长春工业大学, 2022.

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5. 计划与进度安排

1、2024年12月27日-2024年3月10日:根据和导师讨论确定的论文题目,大量阅读文献,其中选择10篇以上参考文献(外文1-2篇或以上)进行深入阅读,自己设计实验方案。参照任务书写出开题报告。选择一篇外文(5000字以上,文献内容要结合本研究内容)进行全文翻译。

2、2024年3月14日-2024年4月28日:在充分调研文献的基础上,制定实验具体实施计划,进行试验研究的前期准备工作,开始实验内容。

3、2024年4月29日-2024年5月8日:进行实验内容,先通过排油圈法检测菌株是否产生表面活性剂,再通过傅里叶红外变换光谱鉴定菌株所产生的表面活性剂的类型。乳化性能测试进一步探究了培养时间、温度、pH和碳源对菌株培养液乳化活性的影响。以菲作为目标PAHs化合物,研究B6-2菌和KL菌对PAHs的降解率。

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