Page 57 - 《含能之美》2019封面论文

544 孙慧敏，白红娟，张晴

察 PNP 浓度和菌体生物量随时间的变化情况，同时， 降解的影响见图 1b。由图 1b 可知，降解到 168 h 降解
模拟 H 菌株降解 PNP 的动力学方程。 率基本稳定，H 菌株在不同供氧光照条件下均可以降
2.4 分析方法 解 PNP。 在 厌 氧 光 照 条 件 下 降 解 率 最 高 可 以 达 到
89.0%，好氧光照条件降解率 82.1% 也相对较高。H
PNP 浓度的测定：
用 UV2100 型 可 见 分 光 光 度 法 测 定 PNP 的 残 菌株可以将光能转化为化学能 ATP，给细胞提供能量
［19］
留量 。 来降解底物 PNP，而不同含氧量可能引起 PNP 的代谢
［21］
PNP 降解率的计算公式如下： 途径不同，对降解率产生一定的影响 。因此，H 菌
η = (C - C ) /C × 100% （1） 株适合在厌氧光照条件下降解 PNP，与胡筱敏 ［22］ 等研
0
0
-1
0
式中，η 为降解率，%；C 为初始浓度，mg·L ；C 为剩余 究的光合细菌 PSB‑1D 对 2‑氯苯酚的降解特性研究结
-1 论一致。实验证明 H 菌株的生长环境直接影响 PNP
浓度，mg·L 。
利用软件 Design Expert 10.0 ［20］ 对响应面设计实 的降解效率，在厌氧光照环境下 PNP 的降解率最高。
3.2
验结果进行分析。 环境单因素对 PNP 降解的影响
3.2.1 PNP 初始浓度对降解的影响
3
结果与分析
PNP 初 始 浓 度 对 降 解 的 影 响 见 图 2。 由 图 2 可
知，PNP 初始浓度的变化对降解的影响较大。当 PNP
3.1 -1
初始浓度为 60~80 mg·L H 菌株的降解率较高，PNP
体系对 PNP 的降解率影响
体系对 PNP 降解的影响见图 1a。由图 1a 可知， -1
初始浓度为 80 mg·L 时降解效率最佳，为 89.0%，将
同时含有培养基和 H 菌株的体系对 PNP 降解率达到 -1 -1
PNP 初始浓度增加到 100 mg·L 和 120 mg·L ，降解
率只能维持在 50.1% 左右。分析原因，可能是当 PNP
89.0%，其 它 体 系 中 PNP 的 降 解 率 仅 为 8.0% 左 右 。
-1
因此，可以确定 H 菌株活细胞是降解 PNP 的主体。
初始浓度高于 100 mg·L 时，PNP 对 H 菌株产生较大
活菌（H 菌株）体系下，不同供氧光照条件对 PNP
的毒害作用，毒性抑制 H 菌株摄取营养物质，影响了
正常的生长代谢。最后得出 PNP 的最适底物浓度为
-1 ［23］ 等人研究的 Pseudomo‑
80 mg·L ，该结果与董小军
nas sp. PDS‑7 菌降解 PNP 的特性的结论基本一致。

a. different systems

图 2 PNP 初始浓度对降解的影响
Fig.2 Effects of initial concentration of PNP on the degradation
3.2.2 接种量对 PNP 降解的影响

接种量对 PNP 降解的影响见图 3。由图 3 可知，
接 种 量 为 5%、10%、20% 和 25% 时 ，降 解 率 分 别 为
76.1%、86.0%、80.2% 和 74.1%，接种量为 15% 时，降
b. different oxygen supply and illumination 解率达到最佳为 89.0%。分析原因，接入较少的 H 菌
图 1 体系和供氧光照条件对 PNP 降解的影响 株时，能够适应 PNP 毒性的 H 菌株更少，导致 H 菌株
Fig.1 Effects of different systems and oxygen supplyand illu‑ 很难生长繁殖。接入较多的 H 菌株时，培养基中营养
mination on PNP degradation 成分更多的用于 H 菌株生长而不是降解 PNP ［24］ 。因

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Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.7, 2019（542-549） 含能材料