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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 苯系物降解菌的分離鑒定及其固定化載體復(fù)合型雙親吸附樹(shù)脂的研制
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)研究的目的是獲得對(duì)“三苯”化合物具有高耐受性并能同時(shí)降解“三苯”的菌株，測(cè)定其降解“三苯”化合物的效率；還研制了一種復(fù)合型雙親吸附樹(shù)脂，既可以作為高吸油劑使用以高效吸附“三苯”等親油有機(jī)廢氣，同時(shí)可以作為高吸水劑吸收親水有機(jī)物，作為微生物的培養(yǎng)基質(zhì)固定微生物，以降解樹(shù)脂所吸附的有機(jī)物，達(dá)到延長(zhǎng)樹(shù)脂使用壽命和免再生的目的，實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂顆粒內(nèi)吸附與生物降解含苯有機(jī)廢氣一體化。
- 詳細(xì)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(shí)高效降解苯、甲苯、二甲苯的4株菌株（編號(hào)A、B、C、D）。在48h內(nèi)，對(duì)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(shí)現(xiàn)樹(shù)脂顆粒內(nèi)吸附與生物降解含苯有機(jī)廢氣一體化，達(dá)到延長(zhǎng)樹(shù)脂使用壽命和免再生的目的。本研究還研制了一種復(fù)合型雙親吸附樹(shù)脂載體。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(shí)制得的吸油樹(shù)脂與加有6%碳酸氫鈉的海藻酸鈉結(jié)合制成的雙親吸附樹(shù)脂對(duì)苯、甲苯、二甲苯的吸油量最高可達(dá)到3.67 g/g，2.22 g/g，3.39 g/g。固定在此復(fù)合型樹(shù)脂的“三苯”降解菌在含苯系物的有機(jī)廢氣生物處理中具有巨大的應(yīng)用前景。
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作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 本項(xiàng)研究的目的是獲得對(duì)“三苯”化合物具有高耐受性并能同時(shí)降解“三苯”的菌株，測(cè)定其降解“三苯”化合物的效率；還研制了一種復(fù)合型雙親吸附樹(shù)脂，既可以作為高吸油劑使用以高效吸附“三苯”等親油有機(jī)廢氣，同時(shí)可以作為高吸水劑吸收親水有機(jī)物，作為微生物的培養(yǎng)基質(zhì)固定微生物，以降解樹(shù)脂所吸附的有機(jī)物，達(dá)到延長(zhǎng)樹(shù)脂使用壽命和免再生的目的，實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂顆粒內(nèi)吸附與生物降解含苯有機(jī)廢氣一體化。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本研究所獲得的4株菌株能夠同時(shí)降解苯，甲苯，二甲苯，而且對(duì)苯系物耐受性極高。本項(xiàng)目還研制了一種新型復(fù)合型雙親樹(shù)脂，即疏水親油性和親水性，作為高吸油劑能吸附有機(jī)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(jī)污染物被吸附后供微生物充分分解利用，具有有機(jī)廢氣吸附+生物降解一體化處理的雙重功能。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本項(xiàng)研究獲得了能夠同時(shí)降解苯、甲苯、二甲苯的4個(gè)菌株，在生物技術(shù)的利用中可以突破傳統(tǒng)污染物處理濃度的限制，應(yīng)用到高濃度“三苯”污染物處理中。 同時(shí)，研制出的新型吸附樹(shù)脂，不僅理論上達(dá)到了吸附有機(jī)廢氣的基本條件，對(duì)于其投入到實(shí)際生產(chǎn)中，也是非常有發(fā)展前景的，新型樹(shù)脂具有吸油和吸水雙重性能。樹(shù)脂吸附有機(jī)廢氣，由附著生長(zhǎng)在樹(shù)脂孔內(nèi)的微生物進(jìn)行降解，并將其轉(zhuǎn)化成無(wú)害的產(chǎn)物。
學(xué)術(shù)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(shí)高效降解苯、甲苯、二甲苯的4株菌株（編號(hào)A、B、C、D）。在48h內(nèi)，對(duì)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(shí)現(xiàn)樹(shù)脂顆粒內(nèi)吸附與生物降解含苯有機(jī)廢氣一體化，達(dá)到延長(zhǎng)樹(shù)脂使用壽命和免再生的目的。本研究還研制了一種復(fù)合型雙親吸附樹(shù)脂載體。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(shí)制得的吸油樹(shù)脂與加有6%碳酸氫鈉的海藻酸鈉結(jié)合制成的雙親吸附樹(shù)脂對(duì)苯、甲苯、二甲苯的吸油量最高可達(dá)到3.67 g/g，2.22 g/g，3.39 g/g。固定在此復(fù)合型樹(shù)脂的“三苯”降解菌在含苯系物的有機(jī)廢氣生物處理中具有巨大的應(yīng)用前景。
獲獎(jiǎng)情況
- 第四屆“挑戰(zhàn)杯”廣東工業(yè)大學(xué)課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng) 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東省課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 申報(bào)論文1篇：《苯系物降解菌的分離鑒定及其固定化載體復(fù)合型雙親吸附樹(shù)脂的研制》 一種新型復(fù)合雙親吸附樹(shù)脂的制備方法、制品及其應(yīng)用，申請(qǐng)專利 查新報(bào)告1篇 檢驗(yàn)報(bào)告1篇
參考文獻(xiàn)
- [1] 霍丹群，孫興福，饒佳家，侯長(zhǎng)軍，廖強(qiáng).甲苯降解菌的分離、鑒定及其對(duì)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(nèi)空氣中苯含量的氣相色譜分析方法的比較. 上海計(jì)量測(cè)試. 1:8-12,2009. [3] 寇富居，陳金璽，曾開(kāi)露，李建庭，揚(yáng)彩城.工藝陶瓷生產(chǎn)中苯、甲苯、二甲苯的危害現(xiàn)狀與對(duì)策. 海峽預(yù)防醫(yī)學(xué)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(duì)苯的降解研究［J］.環(huán)境科學(xué)， 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(xiàng)研究期間， Sun WM等人在對(duì)一株新發(fā)現(xiàn)的甲苯降解菌進(jìn)行16S rRNA 基因測(cè)序，證明了這種菌不僅可以在甲苯中生長(zhǎng)，還能夠轉(zhuǎn)化苯，但對(duì)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(zhǎng)的細(xì)菌，命名為JB-1。根據(jù)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(nèi)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(guān)。甲苯降解途徑是通過(guò)甲苯雙加氧酶形成順甲苯二氫二醇，再經(jīng)鄰苯二酚2,3雙加氧酶開(kāi)環(huán)降解。 根據(jù)目前的報(bào)道，國(guó)內(nèi)外的研究人員所獲得的苯系物降解菌對(duì)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(duì)于大多數(shù)含有苯、甲苯、二甲苯的有機(jī)廢氣，不能很好的得到解決。因此，對(duì)于研究出能同時(shí)高效降解三苯的菌株具有較好的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本項(xiàng)研究經(jīng)過(guò)逐步馴化、分離和篩選獲得的A、B、C、D菌株，能夠同時(shí)降解苯，甲苯，二甲苯，而且對(duì)苯系物耐受性較高，降解效果比較好。由此可見(jiàn)，此四種菌株降解苯系物的效率較高，在以后的研究和生產(chǎn)中具有一定的優(yōu)勢(shì)。 國(guó)內(nèi)欣凱等人以過(guò)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(jìn)行預(yù)聚,再加入淀粉的二步聚合法制備超強(qiáng)吸水劑,所得產(chǎn)品對(duì)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(nèi)藏有藥物的水溶性的囊壁物質(zhì)形成的微囊及淀粉接枝丙烯酸共聚物的吸水性樹(shù)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(jìn)行油包水型反相懸浮聚合制備超強(qiáng)吸水劑。 國(guó)內(nèi)外同類研究工作所得到的雙親樹(shù)脂，雖然可以達(dá)到吸油吸水的目的，但是由于樹(shù)脂的孔徑太小，不能有效地固定微生物。
