邻苯二甲酸酯微生物降解初探[开题报告]

毕业论文开题报告

环境工程

邻苯二甲酸酯微生物降解初探

一、选题的背景、意义

1、历史背景

邻苯二甲酸酯是环境激素类物质中一类化合物，它主要用作增塑剂，国内外有很多报道在大气、土壤、饮用水中检测到邻苯二甲酸酯，因而邻苯二甲酸酯已成为全球性最为普遍的一类有机污染物，国外己称它们为“第二个全球性的PCB污染物”。环境中的邻苯二甲酸酯可通过水解、光解和生物降解而消失，其中生物降解是消失的主要途径[1]。PESa对生物的生长，繁殖有一定的影响，高剂量会使哺乳动物突变，畸变，癌变[2]。许多微生物对土壤、天然水体、废水中的邻苯二甲酸酯类有机污染物及其中间产物降解作用[3-5]。

2、选题意义

水是环境的重要组成部分，是人类赖以生存的重要条件之一，没有水就没有生命。但是随着工业化的发展，工业生产和产品使用过程中产生的有机物对水体的污染越来越严重，造成的后果也日益引起人们的关注。对水体中的有机污染物进行检测分析，确定其成分及特性，有利于控制污染物的排放和废水的处理，减少环境污染[6]。这些有机污染物种，邻苯二甲酸酯占有很大的地位，而现今对于其治理探讨也成为社会一大热门问题。生物降解是影响邻苯二甲酸酯在环境中的行为和归宿的重要过程。在过去几十年中，对这类化合物的生物降解性状作过一些研究。测试发现，许多微生物具有降解邻苯二甲酸酯及其中间体的能力[7]。

二、现状和发展趋势：

2.1 国内最新动态

阳陈通过采用顶空固相微萃取(HS—SPME)和气质联用(Gc—Ms)的方法检测环境水体中的PAEs，推断出PAlEs在水环境中的主要污染行为是微生物降解和沉积物迁移转化而影响其在水环境中迁移转化的主要因素是温度和酸碱度，并初

步拟合了水体中的PAEs在常温、中性条件下的含量变化方程[6]。

李海燕.通过研究对环境内分泌干扰物的污染问题,以饮用水为研究对象,重点研究了催化臭氧化去除水中甲草胺的新方法和催化氧化过程机制,发展出一种饮用水中内分泌干扰物去除的新途径[7]。

倪明指出邻苯二甲酸酯(PAEs)是水环境中广泛存在的一类内分泌干扰物,由于其具有致畸性、致突变性、致癌性以及生殖毒性,已引起了各国的广泛关注.本文分析了邻苯二甲酸酯类物质在国内外天然水体、自来水以及生活污水的污染现状,综述了该类物质的主要去除方法的最新研究进展,并探讨了该领域进一步研究重点与方向.[8]。

隋苗苗本文选择属于环境内分泌干扰物的4种PAEs[邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)]作为研究对象，对北京的北运河与潮白河水体和沉积物中这4种物质的含量进行了测定。建立的超声萃取-氧化铝净化-气相色谱分析沉积物的方法对DMP、DEP、DBP和DEHP的回收率分别为82.6％、93.8％、91.3％和95.7％，DL在0.29-0.89 ng/g，RSD<8.0％[9]。

方战强、刘辉研究以典型的内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁醋Cdi-n-butyl phthalate，DBP)为例，对四种活性炭吸附DBP的动力学、pH对活性炭吸附DBP 的影响、扫描电镜以及红外光谱进行了研究，为活性炭去除邻苯二甲酸类有机物在工业上的应用提供参考[10]。

三、研究的基本内容与拟解决的主要问题

3.1实验的注意事项

1、了解生物对有机物化合物降解的基本原理

2、掌握研究有机物微生物降解的实验方法和技术

3、了解邻苯二甲酸脂对微生物的降解效果

4、COD测定时应注意的事项？

5、邻苯二甲酸酯的种类对实验的影响？

6、邻苯二甲酸酯的温度对实验的影响？

3.2实验原理和实验方法

3.2.1实验原理

本实验在一定体积的天然水中投加一定数量的DBP和DEP，利用机械搅拌器搅拌使水旋转以模拟水体流动，并达到使水中颗粒物成悬浮态和复氧的目的。反应器置于室温。当反应进行一定的时间后，取样分析目标样品的COD浓度。

3.2.2实验方法

1、反应体系的建立

（1）在7个反应器内各加入一定体积的天然水，并进行编号。

（2）将采集到的同一天然水体的沉积物在室温下风干，在瓷研钵中研碎，铜200目筛，备用。

（3）向2号和5号反应器重加入制备好的上述颗粒物，使其浓度为1000mg/L （4）向4号和5号两个反应区内加入少量邻苯二甲酸二乙酯（DEP），使其进行48小时驯化，以建立相应的微生物菌落系统。

（5）对3号和6号反应器内的水样进行高温灭菌。

（6）在1、2、和3号反应器内加入邻苯二甲酸二丁酯（DBP），4、5和6号反应器内加入邻苯二甲酸二乙酯（DEP），使其浓度为50-60mg/L。

2、不同时间反应物浓度的测定

分别在进行0、1、2、3、4、5天时，从1-6号反应器中各取样20mL。色谱条件用测定COD等的浓度来代替，并计算其COD去除率。

实验过程中，温度控制在室温，在相同条件下测量7号反应器内水的蒸发损失量，并及时对7个反应器进行补充水分。

关键词：DMP,DEP,生物降解

四．论文详细工作进度：

1、2010年10月20号—2010年10月31号

通过学校图书馆、网络等方式收集毕业论文的相关资料并确定论文课题。

2、2010年11月1号—2010年11月30号

继续查阅资料，构思论文框架，填写开题报告，整理实验方案。

3、2010年12月1号—2011年3月30号

完成实验、并完成其他材料如外文翻译等等。

4、2011年4月1号—2011年4月30号

完善补充实验数据，撰写毕业论文。

5、2011年5月1号－2011年5月下旬

修改和完善毕业论文，准备答辩。

五．主要参考文献：

[1]张付梅.巢湖中五种邻苯二甲酸酯的检测和生物降解研究[D]，2006：1

[2]Autian J,Kluwe W.et al.Emviron.Health Perspectives.1982,45:15

[3]Chen YX(陈英旭),Shen DS(沈东升),Hu ZQ(胡志强),Liu XL(刘晓灵).Degradation of

phthalic acid esters in soils. Acta Scientiae Circumstantiae ( 环境科学学报).1997,17(3):340-345

[4]Scheunert ID,V ocjel D,Schmitzer J.Biomineralization rates of Clabelled organic chemicals in

aerobic and anaerobic suspended soil.Chemosphere .1987,16( 5):1031-1041

[5] O Grady DP,Howard PH,Werner AF.Activat ed sludge biodegradat ion of 12 commercial

phthalate esters.Appl Environ Microbiol.1985,49(2):443-445

[6]阳陈.水中环境激素-邻苯二甲酸酯类的检测及降解研究[D],2007

[7]Williams and Dale,1983;Karegoudarand Vujar,1984；Nomuraeta.1989;Yan etal.1995

[8]李海燕.催化臭氧氧化降解饮用水中内分泌干扰物的研究[D],2004.

[9]倪明.邻苯二甲酸酯的污染现状及去除研究进展-水处理技术[J]，2010，36(4)

[10]隋苗苗.邻苯二甲酸酯类物质在北运河及潮白河中污染水平的研究[D]，2008

[11]方战强.刘辉典型内分泌干扰物DBP在四种活性炭上的吸附动力学研究[Z]，2007

[12]李慧敏.非离子表面活性剂存在下邻苯二甲酸二正丁酯，生物降解动力学特征[D]，硕士，

2005

[13]段星春.邻苯二甲酸二丁酯微生物降解的实验研究[D]，2007

[14]王琳,罗启芳.环境内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁酯的生物降解特性[J]，卫生研究2003，

32(3)

[15]崔红星.聚乳酸/邻苯二甲酸二丁酯共混膜材料的研究[D]，2005

[16] 迟杰，王振坤.光照和营养盐对DBP在海河河口水中生物降解的影