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                聚丙烯酰胺降解菌分離鑒定及降解特性研究

                發布日期:2015-04-14 11:38:27
                硫酸鹽
                  聚丙烯酰胺是(Polyacrylamide,簡稱PAM)是丙烯酰胺均 聚物或與其他單體共聚而得聚合物的統稱,是水溶性髙分子 中應用最廣泛的品種之一。硫酸鹽在石油開采、水處理、紡織、造紙、 醫藥、農業等行業中具有廣泛的應用,有"百業助劑”之稱a在 醫學上,聚丙烯酰胺凝膠用作非凝血酶原?;瘎?,外科、隱性 眼鏡原料,微膠囊的外層包復料,用作高質量的止血栓等;在 藥學領域.用作非凝血酶原料和藥物的載體m =其廣泛的被 應用,同時其在環境中的積累、遷移、轉化帶來的毒性亦將逐 漸顯露出來,并將給生態環境帶來不可估量的長期危害。目 前對其的處理方法有物理法化學法[4)和生物處理法ts_6), 最佳的處理方法為生物處理法。本實驗就生物處理的方法進 行了研究。
                  
                  1材料和方法1.1菌種來源及試驗材料菌種分離自含聚合物驅污水。分離方法為hungme滾管 法、絕跡稀釋法(MPNK培養基配方為:NH4C1 1.0g.Na2SO4 2g、CaCl2 . fflzOO.lg.MigSO, • 7H2O2.0g、酵母資 1.0g.60% 的乳酸鈉溶液6mL,PAM 0_5g,蒸餾水1000mL(i«=7_8)、 0.2%的刃天青溶液0.5mL。煮沸后,加入L-半胱氨酸鹽酸 鹽0.5g,通入高純氮氣驅氧30min, 121X:滅菌20min, 3%的無 菌FeSO, • (N^^Sa溶液單獨加入,固體培養基加入1_2% 的瓊脂,分離純化所得菌株于液體培養基中37t培養4紐后, 在光學顯微鏡下革蘭氏染色觀察,并作透射電鏡觀察。按 <簡 明第八版伯杰氏細菌鑒定手冊〉進行生理生化特性鑒定。
                  
                  1.2 PAM檢測方法PAM質量濃度測定采用濁度法;HPAM溶液粘度測定用 平氏黏度計,20t恒溫水浴,轉子轉速6r/min。
                  
                  2結果與分析2.1形態及生理生化的研究結果表明,S10菌株為腸桿菌屬, G-,兼性厭氧,在含有FeSQ • (rn^so,的固體培養基中形 成黑色圓形菌落,表面突起.光滑,邊緣整齊,可利用硫酸鹽、 還原性硫化物.將其還原成硫化氫.可在以淀粉,乳酸鈉.葡萄糖、酵母脅、乙醇為碳源的培養基中生長,生長情況各不相同, 其中在乳酸鈉中生長最為良好??稍?~11的pH范圍內生 長,其最適pH為7.5,適應中性偏堿性的環境。最適合的溫度 為37C,為嗜中溫菌。透射電鏡照片(圖1)可知S10短桿菌,有 鞭毛,2根,菌體長度約1.75wnx 〇.5wnX 〇.3Wn,2.2菌株對PAM的生物降解近年有研究發現PAM的降解產物可作為細菌生命活動的 營養物質。實驗以PAM為碳源,用蒸餾水配制成濃度為 lOOOrng • I/1的厭氧培養基,接種量5% ,37t培養,測定其初 始 PAM的濃度,在 12h、24h、48h、72h、120h、196h、240h分別測 童PAM的質量濃度,結果PAM濃度由初始的lOOOmg • I/1下 降到758mg •同時HPAM溶液的粘度也由下降到初始粘度的60%。
                  
                  降解產物的氣質聯機檢測(Agilent GC6980/MS5973)m, 色譜柱類型:HP-5-MS,進樣口溫度250t ,柱溫100t? 240t,以10t /min升溫,分流比60:1,進樣量10兒,掃描分子 量范圍為20u~600u。提取采用正丁醇萃取法,收集正丁醇 相,45t旋轉蒸發濃縮至5ml,即為所得樣品,過濾后用氣質聯 機進行分析。PAM的改變表現在降解產物中,降解產物的圖 譜經質譜計算機檢索,有底物異丙酸異丁 (2.115min)和2 -甲基辛辭QH170(2.94min)可能為PAM被微 生物作用后的產物,另還有大量的低分子化合物,多含有雙 鍵、環氧等結構,可能是丙稀酰胺低聚體的衍生物。
                  
                  3生長因子對其降解HPAM的彩響微生物都有自己適合的微環境,SRB菌也是如此,許多的 生態因子,如溫度、陽值、礦化度等都包括在內,它們對SRB菌 的生長有著很大的影響,同時亦影響PAM的去除率,研究這些 因素對PAM降解的影響,能夠更好的發揮SRB菌株的作用,提 高降解效率。
                  
                  3.1 imPAM降解的影響設置系列陽:4、5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、11、 12、13,共14個梯度,配制培養基,高壓滅菌后接入5%的菌液, 在0h、5d和10d分別測量其PAM的濃度和粘度。由圖3可知,在 PH<5或pH>12時,S10不能生長,此時降解率為0,而在8.0降 解率最高。
                  
                  3.3礦化度對PAM降解的影響研究礦化度對PAM降解的影響,采用五因素四水平正交 試驗,因索水平見表1。礦化度正交試驗結果(表2)表明, SCT是影響降解率的主要因素,最佳的濃度為6〇〇mg‘L、 其次是N,和H0CV ,而其余的離子對降解率的影響不大。 因S10菌株在生長過程中將對―還原成H2S,H2S具有細胞毒 性[8),其質量濃度過高會抑制菌株的生長,因而使降解率降 低??偟V化度最適生長范圍為2.〇x l〇3mg • LM~3.〇X 10'1 mg • L_1.
                  
                  表1礦化度正交試驗因索水平表L16(4s>因索(mg,L_1)
                  
                  水平CP(A) HO〇r(B) 3042_(C) w (D) Na'(E)
                  
                  120030050103002500600200306003800900400608004140015006001001400表2礦化度正交試結果因素試驗號ABCDE試驗結果降解率%1111115.221222210.431333319.24144447.152123411.362214312.072341214.582432112.69313426.110324319.811331248.4123421310.8134142312.7144231412.1154324110.416441326,5K141.935.332.142.638.0K250.444.342.944.137.5K335.152.550.046.854.7K441.737.044.135.638.9kl10.488.828.0210.659.5k212.611.0810.7211.029.38k38.7813.1212.511.713.68k410.429.2511.028.99.72R3.824.304.482.84.303.4 PAM濃度對降解率的影響PAM的降解產物可作為細菌生命活動的營養物質,反過 來營養的消耗又會促進PAM的降解w。以PAM作為碳源,配 制成含PAM^同濃度的培養基:50、100、150、200、400、600、 800、1000、1200、2000mg • L_1,10d時測定其質童濃度。由圖5 可知:在較低的濃度下(50mg. L'lOOmg. I/1)降解率較 好,在200mg • I/L^Orng • L—1,降解率最髙,以后隨著PAM 質量濃度的升高.其降解的效率是呈下降的,在髙濃度時 (2000mg.LM),降解率接近0,圖5 PANC«度對降解率的彩響4結論本文利用hungate法從聚合物驅油采油污水中分離到可降 解PAM的菌株S10,具有硫酸鹽還原功能,G-,短桿狀,鞭毛 周生,兼性厭氧,可產4H2S,16SrDNA鑒定為腸桿菌屬。環境 因子影響實驗表明降解最佳條件為:溫度為40t:、pH為8.0、 SOT濃度60〇1噸*1/1、}^濃度在較低的濃度下。
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