生物质材料固定化微生物降解土壤中喹诺酮类抗生素的研究

发布时间：2025-06-10 01:48

　　喹诺酮类抗生素(Quinolones,QNs)因其对革兰氏阴性菌及部分革兰氏阳性菌的高效抗菌表现而被广泛应用于畜牧业及医药行业中,这显著地降低了养殖业中由于细菌感染而造成的风险并提高了经济效益和社会效益。近年来,喹诺酮类抗生素在土壤与水环境中检出率较高,给人类的健康和生态系统的安全构成了潜在的危险。因此,环境中抗生素类新型污染物的修复意义重大。目前,安全环保且成本相对低的固定化微生物技术已在水体净化领域有许多相关研究,但在土壤中污染物修复领域却少有报道。将生物质材料用作微生物固定化载体,既能通过自身吸附部分污染物,又能通过负载微生物持续降解,显著推进降解过程。本研究以环境中检出率较高的环丙沙星(CIP)和诺氟沙星(NOR)为目标污染物,研究了生物质材料固定化微生物对土壤喹诺酮类抗生素污染物的降解能力。其中涉及了微生物的筛选、分离纯化及梯度驯化,载体材料选取,降解条件的响应曲面优化,重金属胁迫下的污染修复降解能力初步探究,生物降解途径分析及降解产物毒性分析。具体结果如下:(1)本研究以养殖场土壤为潜在降解菌源,将混合菌悬液接种于以喹诺酮为唯一碳源的筛选培养基并多次驯化后成功筛选出一株具有降...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
英文缩略词或符号表
1 前言
    1.1 抗生素使用现状
    1.2 喹诺酮类抗生素
        1.2.1 喹诺酮类简介
        1.2.2 喹诺酮的抗菌机理
        1.2.3 喹诺酮类抗生素污染现状
        1.2.4 喹诺酮残留的危害
    1.3 环境中喹诺酮类抗生素去除方法
        1.3.1 高级氧化降解
        1.3.2 吸附
        1.3.3 生物降解
    1.4 固定化微生物修复喹诺酮污染
        1.4.1 微生物固定化技术概述
        1.4.2 微生物固定化方式
        1.4.3 常见固定化载体材料
        1.4.4 喹诺酮类降解菌
    1.5 本文拟研究的内容及技术路线
        1.5.1 拟研究内容
        1.5.2 技术路线
2 材料与方法
    2.1 实验材料与仪器
    2.2 培养基
    2.3 筛选源及土壤采集
    2.4 土壤喹诺酮类抗生素降解菌的筛选及鉴定
        2.4.1 实验器材灭菌
        2.4.2 降解菌群的采集及驯化
        2.4.3 降解菌分离纯化
        2.4.4 优势降解菌种的形态学分析及测序
    2.5 污染土壤的制备
    2.6 菌株生长曲线
        2.6.1 光密度法
        2.6.2 细胞干重法
    2.7 菌悬液生物量测定
    2.8 最佳生物质材料筛选
    2.9 污染土壤中喹诺酮类抗生素提取及残留测定
        2.9.1 环丙沙星土壤抽提实验
        2.9.2 诺氟沙星土壤抽提实验
        2.9.3 喹诺酮残留的HPLC分析
    2.10 游离和固定化微生物降解土壤喹诺酮
    2.11 环境因素对固定化微生物降解土壤中喹诺酮的影响
        2.11.1 温度
        2.11.2 接菌量
        2.11.3 土壤pH
        2.11.4 污染水平
    2.12 响应曲面法优化降解条件
    2.13 重金属胁迫下土壤中喹诺酮的降解
    2.14 降解产物分析及降解途径推测
    2.15 降解产物毒性测定
3 结果与讨论
    3.1 降解菌株的筛选
    3.2 降解菌株QN-XX镜下形态学鉴定
    3.3 菌株测序鉴定
    3.4 降解菌生长曲线
    3.5 菌悬液生物量
    3.6 固定化材料筛选
    3.7 标准曲线
    3.8 游离和固定化微生物降解土壤中喹诺酮
    3.9 环境因素对固定化微生物降解土壤中喹诺酮的影响
        3.9.1 温度对固定化微生物降解土壤中喹诺酮的影响
        3.9.2 接菌量对固定化微生物降解土壤中喹诺酮的影响
        3.9.3 土壤pH对固定化微生物降解土壤中喹诺酮的影响
        3.9.4 不同污染水平对固定化微生物降解土壤中喹诺酮的影响
    3.10 响应曲面优化土壤中喹诺酮类抗生素降解
        3.10.1 环丙沙星生物降解过程响应曲面优化
        3.10.2 诺氟沙星生物降解过程响应曲面优化
    3.11 重金属胁迫下土壤中喹诺酮的降解
    3.12 降解产物分析及降解途径推测
    3.13 降解产物毒性分析
4 结论与展望
    4.1 主要结论
    4.2 展望
参考文献
附录
致谢



本文编号：4050131