發(fā)布時(shí)間：2020-05-21 19:14

【摘要】：惡臭污染是目前全世界存在的一種很嚴(yán)重的大氣污染問(wèn)題,這種污染給人們的生活、學(xué)習(xí)和工作帶來(lái)了很大的影響,嚴(yán)重影響了人們的身心健康。惡臭污染物種類繁多,來(lái)源廣泛,其中含硫惡臭污染物是環(huán)境中影響較大的主要污染物,它們的嗅覺(jué)閾值極低,且極具難聞的氣味。因此,對(duì)該類污染物的去除是勢(shì)在必行的,在各類污染物的去除方法中,生物法降解惡臭有機(jī)廢氣受到更加廣泛的關(guān)注和應(yīng)用,這是由于生物法降解惡臭廢氣相比其他方法具有更大優(yōu)勢(shì)。本研究檢測(cè)分析了垃圾中轉(zhuǎn)站和垃圾壓縮站的惡臭氣體排放情況;并將噴淋塔-生物過(guò)濾塔聯(lián)用裝置應(yīng)用于紡織印染廢水處理廠處理排放的廢氣,從惡臭廢氣的污染狀況和凈化及其生物過(guò)濾塔塔中的微生物群落等方面進(jìn)行分析研究;最后以含硫惡臭污染物為底物分離純化了一株高效降解菌,并研究其降解性能。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)對(duì)廣州市某垃圾中轉(zhuǎn)站和垃圾壓縮站對(duì)居民生活垃圾釋放的惡臭氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)兩站惡臭物質(zhì)相同組分濃度均大致相同,高濃度組分為NH_3、NO、N_2和HCl,濃度高達(dá)幾百個(gè)ppb;其他含硫化合物、酸類、酮類和醛類等濃度較低。在兩站所研究惡臭物質(zhì)中NH_3濃度平均占比達(dá)到47.9%,NO平均占比23%,N_2平均占比18.5%,HCl平均占比6.9%,而其他類惡臭成分總平均占比僅約3.75%。說(shuō)明兩站中生活垃圾產(chǎn)生的主要惡臭物質(zhì)為含氮化合物。(2)將噴淋塔-生物過(guò)濾塔聯(lián)用裝置用于廣東省某大型印染廠廢水所釋放的惡臭氣體進(jìn)行進(jìn)化研究。發(fā)現(xiàn)其揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)成分中占比最大的是含氮、含氧類化合物(NAOCCs),達(dá)到85.1%;其次是脂肪烴類(AIHs)為7.05%,芳烴類(AHs)6.3%和鹵代烴類(HHs)1.53%。經(jīng)過(guò)裝置連續(xù)運(yùn)行處理90天后,各組分NAOCCs,AIHs,AHs和HHs的平均去除率分別為66.7%,67.9%,11.7%和52.08%,說(shuō)明聯(lián)用裝置能有效的去除VOCs。同時(shí)通過(guò)毒性評(píng)估發(fā)現(xiàn),在未經(jīng)處理第1天,第20天,第90天的樣品的癌癥風(fēng)險(xiǎn)比大于1,對(duì)工人表現(xiàn)出潛在的癌癥風(fēng)險(xiǎn),而經(jīng)ST-BF處理過(guò)后所有研究的VOC癌癥風(fēng)險(xiǎn)大大降低,該聯(lián)合技術(shù)能大大降低排放的VOCs帶來(lái)的癌癥風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)所得微生物群落的進(jìn)一步研究,發(fā)現(xiàn)變形菌門Proteobacteria是VOC的主要降解菌門,嗜酸硫桿菌Acidithiobacillus是VOC降解過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)菌種。微生物群落的變化與排放的VOCs顯著相關(guān)。(3)從廣州某垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中分離純化篩選出了一株能同時(shí)降解乙硫醇和二甲基二硫醚的高效降解菌種,經(jīng)生理生化鑒定和16s rRNA分析該菌株屬于革蘭氏陽(yáng)性菌,與Lysinibacillus fusiformis在同一分支,且同源性為100%,屬于紡錘形賴氨酸芽孢桿菌,我們最終將其命名為紡錘形賴氨酸芽孢桿菌Lysinibacillus fusiformis GDUTAN6。該菌種最適合的生長(zhǎng)溫度為35°C,最適pH為7,在轉(zhuǎn)速為200 rpm與250 rpm時(shí)降生長(zhǎng)最為良好。乙硫醇初始濃度為5 ppm,經(jīng)過(guò)120 h降解,降解率可達(dá)93.17%;二甲基二硫醚初始濃度為75 ppm,經(jīng)過(guò)68 h降解,降解率可達(dá)100%。
【圖文】：

圖 3-13 PCA 分析 ST-BF 處理前后的 VOCs 變化Fig. 3-13 PCAanalysis of VOCs changes before and after ST-BTFtreatm生物多樣性物群落受周圍環(huán)境的影響會(huì)發(fā)生變化，包括溫度、pH、碳源等[85]。因?yàn)橥��?VOCs 成分或者濃度下，生物群落也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，，本實(shí)驗(yàn) 測(cè)序分析，所得結(jié)果如下表 3-2 所示：第 1 天樣品的 OUT 值高于 20 天表明在培養(yǎng)基上形成了明顯不同的細(xì)菌群落。用每個(gè)樣本中存在多少分度以及這些群的豐度是否均勻分布來(lái)評(píng)估 多樣性[86]。結(jié)果表明，AC數(shù)值在處理過(guò)程中降低，說(shuō)明處理 VOCs 時(shí)微生物豐富度降低。Shannon類似的趨勢(shì)，表明在處理器中含有的揮發(fā)性有機(jī)化合物會(huì)抑制部分細(xì)菌果反映在計(jì)算的 Simpson 指數(shù)中，其在 BF 的第 1 天為 0.4，并且遠(yuǎn)低于

圖 3-14 樣本細(xì)菌在門水平上的相對(duì)豐度的熱圖Fig. 3-14 Heat map of relative abundance of sample bacteria at the gate level由于 VOCs 是生物過(guò)濾塔提供的唯一碳源，因此在應(yīng)變生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)施加選擇壓導(dǎo)致某些屬在存活菌株中占優(yōu)勢(shì)[20]。反應(yīng)器中細(xì)菌群落微生物群落結(jié)構(gòu)的變化（圖）顯示，第 1 天，第 20 天和第 90 天的 Acidithiobacillus 的相對(duì)豐度分別為 25.0%，%和 53.1％。此外，聚類分析表明，第 1 天和第 20 天的群落結(jié)構(gòu)相似。還檢測(cè)到 BF 的已知的降解芳烴細(xì)菌物種。例如，Novosphingobium（0.60％）是一種能夠降酚，苯胺，硝基苯和菲等芳香族化合物的屬。不動(dòng)桿菌屬是重要的土壤生物，有助香化合物的礦化。此外，Alicyclobacillus 屬具有降解苯酚的能力，苯酚是甲苯的生解產(chǎn)物[84]。類似地，一些 Hyphomicrobium 菌株可以降解甲醛[88]。Do 等報(bào)道，dobacter 有助于去除豬糞中排放的有臭味的 VOCs[89]。因此，我們得出結(jié)論，變形 Proteobacteria 是 VOC 的主要降解菌門，嗜酸硫桿菌 Acidithiobacillus 是 VOC 降
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X512

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本文編號(hào)：2674774