酚类对生物污泥电子传递体系的抑制研究开题报告
2020-05-31 20:39:05
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1. 研究背景
酚类化合物是一类苯环上的氢被羟基取代后形成的化合物,根据羟基数量可以分为单酚和多酚。目前在地表水、地下水及污水中常含有酚类化合物,这些化合物主要来源于工业企业的化工生产过程,如造纸、冶炼、化学有机合成,以及塑料、医药、农药等的生产[1]。酚类化合物具有生物累积性、长距离的迁移能力,是一类毒性较大的有机污染物[2]。与生物接触后,会导致生物内分泌紊乱、免疫功能失调、发育紊乱且致癌、致畸、至突变[3]。
工业废水中酚类化合物的处理方法主要有物理法、化学法和生物法,物理法和化学法均成本高昂,目前主要处理方法为活性污泥法[1]。酚类化合物经生产工艺进入工业废水后,进入污水处理厂的污水处理设施进行处理,从而从水中去除,减少对环境及人体健康的损害[4]。活性污泥法处理效果主要依赖于微生物的新陈代谢[5], 但该类化合物会对污泥微生物产生一定程度的抑制,导致处理效率下降、污泥膨胀、出水水质恶化[6]等不利于污水处理厂运行的情况发生。柳会雄等人研究发现,在2,4-二氯酚存在时,对于不同泥龄,均会减少活性污泥的产量[7,8]。徐美燕等人发现,苯酚对生物硝化存在抑制作用,且当苯酚与2,4-二氯酚共存时会产生抑制叠加效应[9]。董春宏等人研究发现酚类化合物对湖泊底泥氨氧化也存在抑制作用[10]。因此了解酚类物质对污泥的抑制效应是非常有必要的。目前,在水质毒性测定中,多使用发光细菌法,因其相比于用鱼、水蚤等水生生物作为受试对象的监测方法迅速、简便且灵敏[11]。发光细菌体内含有荧光素、荧光酶、atp等可导致发光的要素,在有氧条件下,细胞体内发生一系列的生物化学反应产生荧光。当环境中含有有毒物质时,有毒物质抑制参与发光反应的酶的活性,抑制细胞内有关发光的代谢过程,导致其发光强度降低[12]。毒物浓度与发光强度成线性负相关关系,因此可以使用灵敏的光点测量系统测定发光细菌的发光强度来判断毒物的毒性大小[13]。目前已有基于发光细菌法原理设计出的监测水质急性毒性的仪器[14],发光细菌广泛的应用于环境监测中,用于监测水质的突发性污染、用于监测食品的安全性如农药残留、致癌物质、重金属等。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1) 研究的问题
本课题主要研究酚类化合物对活性污泥电子传递体系的抑制效应,通过酚类化合物对活性污泥电子传递体系活性的抑制进行反映,结合发光细菌实验判定酚类对污泥生物的毒性,得出酚类化合物与脱氢酶活性的剂量-效应回归方程及半数效应浓度(ec50)。
2) 拟采用的研究手段