Page 58 - 《含能之美》2019封面论文

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球 形 红 细 菌 降 解 对 硝 基 酚 特 性 及 响 应 面 优 化
［25］
此，选取最适接种量 15% 与刘雪莲等 研究的接种量 H 菌株对 PNP 降解率最高，当温度达到 40 ℃时降解
对药渣发酵的影响结果一致。 率降低，因此，降解率并不是随着温度的升高而无限
上 升 。 只 有 在 适 当 的 温 度 范 围 才 能 够 促 进 酶 活 ，增
强 H 菌株代谢、繁殖和降解 PNP 的能力，最后选取最
［27］
适 温 度 是 30 ℃ 和 郑 永 良 等 研 究 的 酚 降 解 菌 温 度
一致。

图 3 接种量对 PNP 降解的影响
Fig.3 Effects of inoculation quantity on PNP degradation rate

3.2.3 pH 值对 PNP 降解的影响
pH 值对 PNP 降解的影响见图 4。由图 4 可知，pH

值为 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0 H 菌株降解 PNP 的情况，结 图 5 温度对 PNP 降解的影响
Fig.5 Effects of temperature on PNP degradation
果显示 pH 值的变化对 H 菌株降解 PNP 存在显著的影
响。pH 7.0~9.0 有利于 PNP 的生物降解，降解率相对
3.2.5 不同种类氮源对 PNP 降解的影响
较 高 分 别 为 89.0%、83.1%、和 80.2%，在 pH 6.0 和
氮源对 H 菌株的生长和 PNP 的降解有着非常重
pH 5.0 的条件下降解率较低分别为 34.1% 和 29.0%。
要的影响，实验考察了不同种类的氮源及组合氮源对
一方面原因是酸碱条件改变了 PNP 的毒性，如董小军
H 菌株降解 PNP 的影响，结果见图 6a。由图 6a 可知，
［23］
等 报道硝基苯酚类化合物的毒性随 pH 的升高而减
有机氮源中酵母膏的生物量和降解率最高，无机氮源
弱，碱性的条件下（pH>7.0）其生物可降解性增大。另
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中（NH ）SO 和 NH NO ，对 PNP 的降解率和生物量
一方面可能是在不同的酸碱条件下，影响培养基中有
产生的效果没有太大差别。选取这三种氮源进一步
机物的离子化程度，引起 H 菌株细胞膜表面所带电荷
研究组合氮源对降解率和 H 菌株生长量的影响，结果
发生改变，变化的电荷通过细胞膜进入机体内，改变内
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见图 6b，由图 6b 可知，（NH ）SO 和酵母膏组合效果
部核酸以及酶蛋白所带电荷，影响 H 菌株的代谢活动
更佳。
［26］
3.3 响应面优化 H 菌株降解 PNP 的实验分析
和酶的活性，降低 PNP 的降解率 。
利 用 软 件 Design Expert 10.0 中 的 Box‑Behnken
模型来设计响应面的优化实验方案，通过单因素实验
选取对 H 菌株降解 PNP 影响显著的因素，温度（A）、
pH 值（B）、PNP 初始浓度（C）做自变量，响应面实验设
计及结果见表 2。
通过软件 Design Expert 10.0 对响应面方程进行
方差分析，得出响应面二元回归方程方差分析结果，结
果见表 3。其中偏差平方和，指样本偏离样本平均值
图 4 pH 值对 PNP 降解的影响
的量，偏差平方和比自由度即得出均方差值。F 值表
Fig.4 Effects of pH value on PNP degradation
示数据拟合 F 分布的程度，数值大小同拟合模型之间
3.2.4 温度对 PNP 降解的影响 呈正相关。P 值表示显著性概率大小，当 P<0.01 时说
温度对 PNP 降解的影响见图 5。由图 5 可知，温 明该因素对降解率有非常显著的影响，当 P<0.05 时说
度对 PNP 的降解影响较大。H 菌株在 25~30 ℃能较 明 该 因 素 对 于 菌 株 的 降 解 效 率 有 显 著 的 影 响 ，当
好的降解 PNP，并且随着温度的升高，H 菌株对 PNP P>0.05 时说明该因素对于菌株的降解效率无显著的

的 降 解 率 为 78.1%~89.0% 呈 上 升 趋 势 ，在 30 ℃ 时 影响。该模型的 P<0.0001，因此该模型为显著模型，

CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS 含能材料 2019 年 第 27 卷 第 7 期 （542-549）