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研究生:蔡佳汝
研究生(外文):TSAI.CHIA JU
論文名稱:以固定化菌體顆粒進行甲苯與乙酸乙酯分解及基質抑制效應之研究
指導教授:黃思蓴
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:土木與工程資訊學系(所)
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:113
中文關鍵詞:固定化甲苯乙酸乙酯混合菌
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以懸浮菌液處理甲苯及乙酸乙酯混合物時,常遭遇到甲苯處理效率因乙酸乙酯的存在而受到抑制的問題。本實驗挑選三株分屬不同分解特性之菌株進行討論,其中菌株F1可分解甲苯但無法分解乙酸乙酯,菌株B5兼具甲苯與乙酸乙酯之分解能力,而菌株AC6則可分解乙酸乙酯但無法分解甲苯,這些菌株涵蓋了環境中可能存在之分解菌類型。在混合菌株對甲苯及乙酸乙酯去除能力之批次實驗,於同碳源比例的條件下,發現隨著T/E比的增加,甲苯需要較長的降解時間,但懸浮菌株經固定化後,至少只有當T/E比為16:16時才無法完全分解。而乙酸乙酯的降解則因親水性容易被PVA所吸附,而使得處理效率獲得更進一步的提昇。於不同碳源比例的實驗中,各種不同組合的懸浮菌株經固定化處理後,可以避免族群競爭,有效提昇微生物降解甲苯與乙酸乙酯的能力。有關固定化對甲苯及乙酸乙酯去除機制之探討,於菌株AC6與菌株B5的組合上,當T/E比為16:16時,懸浮菌株經固定化後,純粹是因為甲苯本身濃度過高,造成基質抑制的加劇;而固定化的方式卻隔離原本有互助效果的組合,情況反而變得更差。在菌株B5與菌株F1的組合上,當T/E比為16:16時,懸浮菌株經固定化後,純粹是因為甲苯本身濃度過高,造成基質抑制的加劇;而固定化的方式能夠有效隔離共用相同基質的族群競爭。在菌株AC6與菌株F1的組合上,在T/E比為12:12時,有些微地改善,固定化的方式能夠有效隔離非相同基質(乙酸乙酯)的族群競爭。至於增加甲苯量對混合菌株分解乙酸乙酯的影響,菌株B5和菌株F1分解乙酸乙酯所需要的時間,在固定化之後,可以有效地改善其原先在懸浮狀態下分解時間嚴重或些微落後的現象,先前推論族群競爭的機制是正確的。
摘 要 i 誌 謝 iii 目 錄 iv 表 目 錄 viii 圖 目 錄 xii 第一章 研究緣起 1 第二章 文獻回顧 4 2.1揮發性有機化合物之簡介 4 2.2甲苯與乙酸乙酯特性之概述 7 2.3甲苯及乙酸乙酯混合物生物降解反應機制的探討 8 2.3.1甲苯的代謝途徑 8 2.3.2乙酸乙酯的代謝途徑 8 2.3.3 適應限制(Adaptation limitation) 10 2.3.4 競爭性抑制(Competitive inhibition) 10 2.3.5 非競爭性抑制(Non-competitive inhibition) 11 2.3.6 反應產物抑制(Reaction product inhibition) 12 2.3.7 複合基質的加乘效應(synergy) 12 2.4微生物固定化 12 2.4.1 固定化方法的種類 13 2.4.2 微生物固定化的技術與優點 15 2-4.3固定化菌株與懸浮菌株的比較 20 2-4.4 PVA材料之性質與相關之應用 20 2.5固定化技術應用於廢水處理 21 2.6固定化技術應用於廢氣處理 21 2.5.1包埋菌體顆粒 22 第三章 材料與方法 25 3-1 實驗藥品 25 3-2 菌種 25 3-2.1 菌株來源與特性 25 3-2.2 菌株保存、活化與前培養 26 3-3 聚乙烯醇(PVA)固定化菌體顆粒製備方法 28 3-4 菌量測定方法 29 3.4.1 懸浮菌體濃度之量測 29 3.4.2 固定化顆粒內菌體濃度之測量 30 3-5 甲苯及乙酸乙酯分析方法 34 3-5.1 樣品取樣分析 34 3-5.2 氣相甲苯及乙酸乙酯檢量線建立 34 3-6 搖瓶批次試驗 36 3-6.1不同接菌量的影響之批次試驗 37 3-6.2不同酸鹼度的影響之批次試驗 39 3-6.3不同溫度的影響之批次試驗。 39 3-6.4同碳源比例的影響之批次試驗 39 3-6.5不同碳源比例的影響之批次試驗 40 3-7基因分析方法 41 3-7.1 DNA抽取法 41 3-7.2 引子製作 42 3-7.3聚合酶鏈鎖反應 (Polymerase Clain Reaction) 43 3.8 實驗儀器與規格 44 第四章 結果與討論 46 4-1 微生物的特性 46 4-1.1 三種菌株對個別污染物的利用能力測試 46 4-1.2 懸浮菌株分解多重污染物的環境因子探討 47 4-1.3 固定化菌株分解多重污染物的環境因子探討 50 4-2 單一菌株對甲苯及乙酸乙酯去除能力之批次實驗 54 4-2.1 同碳源比例的影響 55 4-2.2 不同碳源比例的影響 56 4-3 混合菌株對甲苯及乙酸乙酯去除能力之批次實驗 58 4-3.1 同碳源比例的影響 59 4-3.2 不同碳源比例的影響 61 4-4 固定化對甲苯及乙酸乙酯去除機制之探討 63 4-4.1 菌株AC6與菌株B5的組合 64 4-4.2 菌株B5與菌株F1的組合 65 4-4.3 菌株AC6與菌株F1的組合 65 4.5 輔助實驗-大學部專題 66 4.5.1 增加甲苯量對混合菌株分解4 L乙酸乙酯的影響 66 4.5.2 增加甲苯量對混合菌株分解8 L乙酸乙酯的影響 67 第五章、結論 108 國內外參考文獻 110
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