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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于甲基營養(yǎng)菌的空氣中甲醛凈化技術(shù)
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品模型以空氣抽風(fēng)機(jī)為動(dòng)力裝置，引導(dǎo)含甲醛污染氣體通過掛膜有甲醛強(qiáng)降解能力的甲基營養(yǎng)菌陶粒，并設(shè)置空氣緩沖系統(tǒng)、多級凈化處理器及增加空氣濕度等裝置，增加甲醛與甲基營養(yǎng)菌的接觸面積和時(shí)間從而凈化甲醛的效果。比起其它傳統(tǒng)甲醛凈化裝置，本作品的生物膜凈化裝置具有高效能、可循環(huán)、低成本、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，預(yù)測本作品的設(shè)計(jì)理念將引領(lǐng)新一代室內(nèi)空氣凈化技術(shù)潮流。
- 詳細(xì)介紹：
- 近些年，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及現(xiàn)代化水平的不斷提高，室內(nèi)空氣污染日益嚴(yán)重，甲醛作為室內(nèi)空氣中主要的污染物具有較強(qiáng)的毒性和反應(yīng)性，長期接觸可誘發(fā)呼吸道癌，甚至白血病。因此，研究、開發(fā)出實(shí)用并能高度普及的甲醛凈化技術(shù)有極其重要的意義。 本作品根據(jù)植物附生甲基營養(yǎng)菌的自身特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)，分離純化出降解甲醛的菌株，然后對菌株的降解能力和其他生物學(xué)活性作出檢測和鑒定，獲得比較理想的甲基營養(yǎng)菌并掛膜于陶粒上。以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一套生物膜凈化裝置模型，以空氣抽風(fēng)機(jī)為動(dòng)力裝置，引導(dǎo)含甲醛污染氣體通過掛膜有甲醛強(qiáng)降解能力的優(yōu)勢甲基營養(yǎng)菌陶粒，同時(shí)通過設(shè)置多級凈化處理器、增加空氣濕度等裝置增加甲醛滯留時(shí)間以達(dá)到凈化甲醛的效果。比起其他傳統(tǒng)甲醛凈化裝置，本作品的生物膜凈化裝置具有高效能、可循環(huán)、低成本、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，預(yù)測本作品設(shè)計(jì)理念將引領(lǐng)新一代室內(nèi)空氣凈化技術(shù)潮流。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本實(shí)驗(yàn)意在通過從人為噴施甲醛、甲醇的模擬環(huán)境中生長的吊蘭植物的葉部、根部及根部土壤分離出葉際微生物、根際微生物，利用甲醇（-/+甲醛）為僅有碳源的無機(jī)鹽培養(yǎng)基篩選甲基營養(yǎng)菌，制定一系列的實(shí)驗(yàn)流程，分離純化出降解甲醛的菌落，然后對菌落的降解能力和其他生物學(xué)活性作出檢測和鑒定。通過測序和甲醛降解實(shí)驗(yàn)，鑒定甲基營養(yǎng)菌并篩選高效降解甲醛的甲基營養(yǎng)菌株，將其掛膜接種于生物膜上，應(yīng)用于室內(nèi)的空氣凈化。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本實(shí)驗(yàn)選擇吊蘭作為甲基營養(yǎng)菌提取對象的主要考慮是吊蘭盆栽植物整體凈化甲醛的效能已得了國內(nèi)外廣泛的證實(shí)。實(shí)驗(yàn)組的前期研究結(jié)果也顯示，吊蘭根葉部附生微生物對甲醛更敏感，對甲醛的凈化能力更強(qiáng)，因而研究吊蘭可能更容易獲得預(yù)期的結(jié)果。 國內(nèi)暫無這一項(xiàng)目（基于甲基營養(yǎng)菌的生物膜凈化甲醛技術(shù)）的研究，我們比較優(yōu)先地選擇了宏觀與微觀研究相結(jié)合的方法：微觀方面，在細(xì)胞水平上進(jìn)行甲醛降解菌的分離、鑒定，并通過觀察細(xì)菌形態(tài)、繪制微生物生長曲線等，篩選出適宜的甲醛降解菌種，最終制成能高效降低甲醛的甲基營養(yǎng)菌；宏觀方面，利用模擬室內(nèi)環(huán)境的培養(yǎng)箱測試所得到的甲基營養(yǎng)菌的降甲醛能力，直觀地呈現(xiàn)我們所想要得到的“有效降低室內(nèi)空氣中甲醛濃度”的效果。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 該作品的研究工作獲得廣東省大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資助以及廣東藥學(xué)院科技基金配套資助，共計(jì)1.5萬元，目前學(xué)術(shù)論文正在整理發(fā)表中，預(yù)計(jì)能發(fā)表國內(nèi)核心期刊。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 我國目前的室內(nèi)空氣質(zhì)量狀況不容樂觀，主要的污染物包括甲醛、苯系物、氨和氡等。在我國有毒化學(xué)品名單上甲醛居第二位，且被WHO確定為可疑致畸、致癌物質(zhì)，當(dāng)濃度為0.1mg/m3時(shí)，人即有異味感和不適感。因此，開展室內(nèi)空氣甲醛污染的防控方法的研究，開發(fā)廣適性的甲醛凈化技術(shù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 目前，治理甲醛污染的方法主要有化學(xué)反應(yīng)法、物理吸附技術(shù)、臭氧負(fù)離子技術(shù)、納米光催化技術(shù)、低溫等離子技術(shù)、植物凈化和生物降解等。生物法降解甲醛具有降解效果好、投資費(fèi)用低、占地面積小、工藝流程簡單、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)而迅速成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。 吊蘭等綠色植物本身及植物表面微生物對空氣中甲醛的凈化作用顯著。本實(shí)驗(yàn)以植物附生甲基營養(yǎng)菌降解甲醛為切入點(diǎn)研究生物法凈化甲醛。了解利用甲醛降解菌的自身特點(diǎn)，制定一系列的實(shí)驗(yàn)流程，分離得到具有降低甲醛能力較強(qiáng)的單克隆甲基營養(yǎng)菌株。并對所得到的甲基營養(yǎng)菌提取總DNA、PCR、電泳、測序，并對其進(jìn)行鑒定獲得較理想的菌株掛膜于空氣凈化裝置中陶粒上對環(huán)境中的甲醛進(jìn)行降解。
同類課題研究水平概述
- 2002年，悉尼工業(yè)大學(xué)的R.A.Wood和R.l.Orwell等人對室內(nèi)盆栽植物、栽培基質(zhì)清除污染室內(nèi)環(huán)境的揮發(fā)性氣體的能力的調(diào)查得出結(jié)果。采用3種植物種類，選用苯和N-己烷兩種很常見的室內(nèi)污染氣體。在所用實(shí)驗(yàn)條件下，發(fā)現(xiàn)栽培基質(zhì)中的微生物是清除揮發(fā)性氣體的快速反應(yīng)器，植物的角色顯然主要在維持根部微生物。這是國際上第一次有科學(xué)家系統(tǒng)地論述證明植物培養(yǎng)基中的微生物是污染物凈化的“主角”，而植物的角色只是維系根部微生物的生長。 2004年，Ralphl Orwell進(jìn)行盆栽植物、盆土微生物吸收污染能力實(shí)驗(yàn)。將形態(tài)大小近似的7種盆栽植物分別放入0.6×0.6×0.6m3的氣候箱中，給予最佳生長條件，分別在光、黑暗條件下進(jìn)行苯的熏蒸實(shí)驗(yàn)。開始箱中苯的濃度為80mg/m3，24小時(shí)后在光下7種植物降低苯含量范圍為1.26±0.7mg/m3～24.7±1.1mg/m3；黑暗條件下范圍為13.9±1.0mg/m3～28.0±0.5mg/m3；盆土及盆土微生物采集一定質(zhì)量后放入廣口瓶中進(jìn)行熏蒸實(shí)驗(yàn)，24小時(shí)后苯的減少范圍為1.5±1.5mg/m3～14.0±1.1 mg/m3。由此證明，室內(nèi)盆栽植物具有減少空氣污染的能力，且盆土–土壤微生物在降低空氣污染物含量方面起著重要的作用，并認(rèn)為盆栽植物–土壤–土壤微生物共同構(gòu)建了空氣凈化體系。 生物法凈化甲醛的研究 1987 年,原蘇聯(lián)伏爾加河頓河木材綜合廠曾使用其國家氣體凈化設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的設(shè)備,用生物過濾法凈化在刨花板生產(chǎn)時(shí)從熱壓機(jī)中排放出的甲醛氣體。該設(shè)備的生物過濾器采用小麥或黑麥秸稈作為吸附劑。其原理是利用存在于秸桿中的微生物除掉廢氣中的甲醛。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 從壓力機(jī)出來的氣體廢物中甲醛的平均濃度為22.82mg/m3 ,經(jīng)過生物過濾器后, 甲醛的濃度降為3.96mg/m3, 平均凈化效率為68%。這表明利用微生物凈化甲醛的方法是非常可行的且具有很大的成本可控空間。 2004年，費(fèi)麗等人實(shí)驗(yàn)采用生物膜填料塔凈化甲醛廢氣。初步實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,當(dāng)入口甲醛濃度在5～25mg/m3、氣體流量在0.10～0.60m3/h、循環(huán)液體噴淋量在10～40L/h范圍內(nèi), 甲醛廢氣的凈化效率可達(dá)到75%左右。這說明采用國內(nèi)現(xiàn)有微生物菌種掛膜接種的生物膜填料塔凈化有機(jī)廢氣是可行的, 這為以后進(jìn)一步的研究工作奠定了基礎(chǔ)。
