雌激素降解菌固定态菌剂的制备及其对三种天然雌激素的去除作用(3)

温度的影响:pH=7.0,接种量150 g·L-1条件下,分别在20、25、30、35、40℃摇床培养7 d,测定MSM培养基中的E2浓度,并计算E2去除率。 pH的影响:30℃,接种量150 g·


温度的影响:pH=7.0,接种量150 g·L-1条件下,分别在20、25、30、35、40℃摇床培养7 d,测定MSM培养基中的E2浓度,并计算E2去除率。

pH的影响:30℃,接种量150 g·L-1条件下,将MSM的pH值分别调至4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0,摇床培养7 d后测定MSM培养基中的E2浓度,计算E2去除率。

接种量的影响:30℃,pH=7.0条件下,分别接入菌剂50、100、150、200、250g·L-1,摇床培养7 d后测定MSM培养基中的E2浓度,计算E2去除率。

1.3.4 固定化E2降解菌剂广谱性分析

将E1、E2、E3分别作为三种底物,每种底物做3个处理组,分别是游离E2降解菌对照组、固定化E2降解菌组以及空白小球组,每组3个平行处理,在30℃,pH=7.0,接种量为150 g·L-1 的条件下,每天定时整瓶取样测定MSM培养基中雌激素浓度,计算雌激素去除率。

1.3.5 雌二醇含量测定分析方法

雌激素浓度测定采用定时整瓶提取法。向培养基中加入等体积甲醇,超声30min混匀,高速离心后过0.22 μm滤膜,用高效液相色谱法测定雌激素浓度。高效液相色谱(岛津LC-20AT)设定参数为:Inertsil ODS-SP-C18反相色谱柱(150 mm × 4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈:水=70:30,流速1.000 mL/min,柱温40℃,紫外检测波长280 nm。

2 结果与分析

2.1 固定化E2降解菌对水中E2的去除作用

由图 2-2 可知,固定态菌剂对 E2 的去除率整体高于游离态菌剂。固定态菌剂、游离态菌剂、空白小球7 d对初始质量浓度为50 mg· L-1 E2去除率分别为99.38%、98.46%、12.77%。7d后,固定态菌剂和游离态菌剂对E2的去除率几乎没有差别。24 h 时,固定态菌剂和游离态菌剂对 E2 去除率差别明显,E2 去除率分别为84.92%和57.80%。无论是固定态菌剂还是游离态菌剂,前3d对E2的去除率上升较快,之后趋于稳定。空白小球对E2的去除率始终低于15%,并且7d内变化不大。

推测固定态菌剂对 E2 去除率高于游离态菌剂的原因可能是固定态菌剂依靠小球物理吸附和微生物降解的协同作用去除 E2[8],这也是前24h固定态菌剂与游离态菌剂对E2去除率差别明显的原因。首先固定化小球利用物理吸附将大量E2吸附到球体表面,小球内部的降解菌就能接触到更多的E2,因此能够将更多的E2去除[9];而游离态菌剂分散在培养基中单个菌落接触到E2的量有限,E2去除效率相比而言就会低一些。而这种影响在前24h尤为明显,因为刚开始培养基中E2的浓度很大,小球上吸附的E2量也是最多的时候,固定态菌剂对E2去除率就会和游离态菌剂产生较大差距。随着培养时间延长,培养液中营养物浓度降低或菌剂降解 E2 的过程中产生了一些代谢产物,抑制了菌株生长和继续繁殖;另一方面,海藻酸钙凝胶小球内部呈孔道结构,随着菌株的增殖,占据的孔道结构越来越多,菌株生存和繁殖的空间减小 [10],导致在3d后两种菌剂对E2的去除率增速变缓,趋于稳定。空白小球组对E2的去除可能单纯是由于球体物理吸附作用,这种吸附作用非常有限,而且往往在短时间内完成,之后吸附的E2量非常有限。