基本信息
- 項目名稱：
- 苯系物降解菌的分離鑒定及其固定化載體復合型雙親吸附樹脂的研制
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本項研究的目的是獲得對“三苯”化合物具有高耐受性并能同時降解“三苯”的菌株，測定其降解“三苯”化合物的效率；還研制了一種復合型雙親吸附樹脂，既可以作為高吸油劑使用以高效吸附“三苯”等親油有機廢氣，同時可以作為高吸水劑吸收親水有機物，作為微生物的培養(yǎng)基質固定微生物，以降解樹脂所吸附的有機物，達到延長樹脂使用壽命和免再生的目的，實現(xiàn)樹脂顆粒內吸附與生物降解含苯有機廢氣一體化。
- 詳細介紹：
- 從廣州石化煉油廠污水處理站的活性污泥中分離純化出能同時高效降解苯、甲苯、二甲苯的4株菌株（編號A、B、C、D）。在48h內，對苯、甲苯、二甲苯的降解效率分別為：A菌：47.9%、50.0%、30.2%；B菌：46.8%、45.3%、21.0%；C菌：20.9%、66.1%、30.2%；D菌：68.1%、53.4%、29.1%。為了固定高效降解苯、甲苯、二甲苯的微生物，實現(xiàn)樹脂顆粒內吸附與生物降解含苯有機廢氣一體化，達到延長樹脂使用壽命和免再生的目的。本研究還研制了一種復合型雙親吸附樹脂載體。試驗發(fā)現(xiàn)當苯乙烯，偶氮二異丁腈，二乙烯基苯，乙酸乙酯，聚乙烯醇的用量分別為16mL，0.10g，0.125mL，10.3mL，0.06g時制得的吸油樹脂與加有6%碳酸氫鈉的海藻酸鈉結合制成的雙親吸附樹脂對苯、甲苯、二甲苯的吸油量最高可達到3.67 g/g，2.22 g/g，3.39 g/g。固定在此復合型樹脂的“三苯”降解菌在含苯系物的有機廢氣生物處理中具有巨大的應用前景。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本項研究的目的是獲得對“三苯”化合物具有高耐受性并能同時降解“三苯”的菌株，測定其降解“三苯”化合物的效率；還研制了一種復合型雙親吸附樹脂，既可以作為高吸油劑使用以高效吸附“三苯”等親油有機廢氣，同時可以作為高吸水劑吸收親水有機物，作為微生物的培養(yǎng)基質固定微生物，以降解樹脂所吸附的有機物，達到延長樹脂使用壽命和免再生的目的，實現(xiàn)樹脂顆粒內吸附與生物降解含苯有機廢氣一體化。
科學性、先進性及獨特之處
- 本研究所獲得的4株菌株能夠同時降解苯，甲苯，二甲苯，而且對苯系物耐受性極高。本項目還研制了一種新型復合型雙親樹脂，即疏水親油性和親水性，作為高吸油劑能吸附有機廢氣的疏水性成分如苯、甲苯、二甲苯等，作為高吸水劑能吸收親水性的成分，可以固定具有廢氣降解功能的微生物，從而使得廢氣中的有機污染物被吸附后供微生物充分分解利用，具有有機廢氣吸附+生物降解一體化處理的雙重功能。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本項研究獲得了能夠同時降解苯、甲苯、二甲苯的4個菌株，在生物技術的利用中可以突破傳統(tǒng)污染物處理濃度的限制，應用到高濃度“三苯”污染物處理中。 同時，研制出的新型吸附樹脂，不僅理論上達到了吸附有機廢氣的基本條件，對于其投入到實際生產中，也是非常有發(fā)展前景的，新型樹脂具有吸油和吸水雙重性能。樹脂吸附有機廢氣，由附著生長在樹脂孔內的微生物進行降解，并將其轉化成無害的產物。
學術論文摘要
- 從廣州石化煉油廠污水處理站的活性污泥中分離純化出能同時高效降解苯、甲苯、二甲苯的4株菌株（編號A、B、C、D）。在48h內，對苯、甲苯、二甲苯的降解效率分別為：A菌：47.9%、50.0%、30.2%；B菌：46.8%、45.3%、21.0%；C菌：20.9%、66.1%、30.2%；D菌：68.1%、53.4%、29.1%。為了固定高效降解苯、甲苯、二甲苯的微生物，實現(xiàn)樹脂顆粒內吸附與生物降解含苯有機廢氣一體化，達到延長樹脂使用壽命和免再生的目的。本研究還研制了一種復合型雙親吸附樹脂載體。試驗發(fā)現(xiàn)當苯乙烯，偶氮二異丁腈，二乙烯基苯，乙酸乙酯，聚乙烯醇的用量分別為16mL，0.10g，0.125mL，10.3mL，0.06g時制得的吸油樹脂與加有6%碳酸氫鈉的海藻酸鈉結合制成的雙親吸附樹脂對苯、甲苯、二甲苯的吸油量最高可達到3.67 g/g，2.22 g/g，3.39 g/g。固定在此復合型樹脂的“三苯”降解菌在含苯系物的有機廢氣生物處理中具有巨大的應用前景。
獲獎情況
- 第四屆“挑戰(zhàn)杯”廣東工業(yè)大學課外學術科技作品競賽一等獎 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東省課外學術科技作品競賽一等獎
鑒定結果
- 申報論文1篇：《苯系物降解菌的分離鑒定及其固定化載體復合型雙親吸附樹脂的研制》 一種新型復合雙親吸附樹脂的制備方法、制品及其應用，申請專利 查新報告1篇 檢驗報告1篇
參考文獻
- [1] 霍丹群，孫興福，饒佳家，侯長軍，廖強.甲苯降解菌的分離、鑒定及其對甲苯的降解特性.化工環(huán)保，25（5）：337-340.2005. [2] 錢明媛，俞曄. 室內空氣中苯含量的氣相色譜分析方法的比較. 上海計量測試. 1:8-12,2009. [3] 寇富居，陳金璽，曾開露，李建庭，揚彩城.工藝陶瓷生產中苯、甲苯、二甲苯的危害現(xiàn)狀與對策. 海峽預防醫(yī)學雜志,2001,7(6):53-54. [4] Stokstad E．Factory Study Shows Low Levels of Benzene ReduceBlood Cell Counts[J]．Science，2004，306：1 665—1 668． [5] Lan Q，Zhang L，Smith M，et a1．Hematotoxicity in WorkersExposed to Low Levels of Benzene[J]．Science，2004，306：l 774 —1 776． [6] 張小嘯，王紅旗，劉敬奇，姚治華，陳延君.土壤微生物對苯的降解研究［J］.環(huán)境科學， 26(6):148-153,2005. [7] Sun WM (Sun, Weimin), Xie SG (Xie, Shuguang)， Luo CL (Luo, Chunling), Cupples AM (Cupples, Alison M.)．Direct Link between Toluene Degradation in Contaminated-Site Microcosms and a Polaromonas Strain．APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY，76 （３）: 956-959 , 2010. [8] Singh, Dipty; Fulekar, M H ．Benzene bioremediation using cow dung microflora in two phase partitioning bioreactor． J Hazard Mater， 175 （1-3）: 336-343, 2010 .
同類課題研究水平概述
- 在此項研究期間， Sun WM等人在對一株新發(fā)現(xiàn)的甲苯降解菌進行16S rRNA 基因測序，證明了這種菌不僅可以在甲苯中生長，還能夠轉化苯，但對二甲苯、間二甲苯并不起作用。冷玲等從南京石化廢水處理池的活性污泥中分離到1株能以甲苯為唯一碳源生長的細菌，命名為JB-1。根據其生理生化特征和16SrDNA(GenBank Accession No。 EU869278)序列相似性分析，將該菌株鑒定為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)。該菌株在18h內能完全降解346.4mg/L的甲苯，降解甲苯的最適溫度為30℃，pH為7.0 ，降解速率與初始接種量呈正相關。甲苯降解途徑是通過甲苯雙加氧酶形成順甲苯二氫二醇，再經鄰苯二酚2,3雙加氧酶開環(huán)降解。 根據目前的報道，國內外的研究人員所獲得的苯系物降解菌對苯系物的耐受性并不高，而且只能降解1種或2種苯系物。對于大多數含有苯、甲苯、二甲苯的有機廢氣，不能很好的得到解決。因此，對于研究出能同時高效降解三苯的菌株具有較好的理論研究意義和實際應用價值。本項研究經過逐步馴化、分離和篩選獲得的A、B、C、D菌株，能夠同時降解苯，甲苯，二甲苯，而且對苯系物耐受性較高，降解效果比較好。由此可見，此四種菌株降解苯系物的效率較高，在以后的研究和生產中具有一定的優(yōu)勢。 國內欣凱等人以過硫酸銨為引發(fā)劑,環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑,先將丙烯酸鈉、丙烯酰胺進行預聚,再加入淀粉的二步聚合法制備超強吸水劑,所得產品對去離子水及0.9%食鹽水的吸水率最高分別為2800g/g和160g/g。在日本，森政雄在橡膠類粘合劑中分散由內藏有藥物的水溶性的囊壁物質形成的微囊及淀粉接枝丙烯酸共聚物的吸水性樹脂制成藥物控制釋放型透皮吸收制劑。伊藤喜一等人將丙烯酸系單體在惰性烴溶劑中,以HLB=2～12 的山梨糖醇酐脂肪酸酯和C—20～50的烷烴和/或烯烴與 α、β—不飽和多元羧酸酐的共聚物或其衍生物作表面活性劑進行油包水型反相懸浮聚合制備超強吸水劑。 國內外同類研究工作所得到的雙親樹脂，雖然可以達到吸油吸水的目的，但是由于樹脂的孔徑太小，不能有效地固定微生物。
