高效特異性降解水中痕量雙酚A的新方法研究.pdf

1、雙酚A(bisphenol A,BPA)廣泛用于制備塑料產(chǎn)品,是目前大量使用的化工原料之一。雙酚A具有環(huán)境雌激素活性,可通過(guò)模擬或干擾體內(nèi)雌激素活性,從而影響生物的生殖及生長(zhǎng)發(fā)育功能。BPA因在環(huán)境中濃度低而難以生物降解。為有效提高對(duì)痕量BPA的生物降解效率,必須考慮兩個(gè)關(guān)鍵因素:一、是提高底物(即BPA及其代謝產(chǎn)物)的濃度,二、是必須保證優(yōu)勢(shì)降解菌的數(shù)量和活性。為同時(shí)滿足這兩個(gè)要求,需要制備集特異性吸附和降解菌固定于一體的分子印跡納米

2、膜,一方面利用膜中的分子印跡聚合物特異性富集底物(BPA及其降解產(chǎn)物)從而有效提高膜上的底物濃度;同時(shí)優(yōu)勢(shì)降解菌可有效吸附在膜表面,吸附的優(yōu)勢(shì)菌能迅速增殖并對(duì)水中的有害因素有更高的耐受力。通過(guò)同時(shí)提高膜上的底物濃度和優(yōu)勢(shì)菌濃度,分子印跡納米膜有望明顯提高對(duì)痕量雙酚A的生物降解效率。
　　根據(jù)以上假設(shè),本文利用高壓靜電紡絲技術(shù),將BPA分子印跡微球(BPA-MIPs)包裹入聚乙烯醇電紡纖維里制成分子印跡納米膜(nano-MIMs),

3、再將優(yōu)勢(shì)降解菌吸附在膜上,建立集特異性吸附和生物降解于一體,可高效特異性降解環(huán)境水體中痕量BPA的新方法,主要內(nèi)容如下:
　　一、雙酚A分子印跡納米膜的合成與性能評(píng)價(jià)。以BPA為模板分子,采用沉淀聚合法合成分子印跡微球,利用高壓靜電紡絲技術(shù)將分子印跡微球包裹到聚乙烯醇的電紡纖維里制成分子印跡納米膜,并對(duì)該微球及納米膜的形態(tài)、選擇性和結(jié)合特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,合成的分子印跡聚合物為單分散的微球,直徑約為200-300nm。MIPs

4、和nMIPs的最大結(jié)合容量Bmax分別為4.09mol/g和2.36mol/g。制得的分子印跡納米膜由納米級(jí)的無(wú)序纖維組成,纖維表面有表面光滑的圓形突起,即為被封裝入纖維中的分子印跡微球。nano-MIM1(MIPs:PVA=1:1)和nano-MIM5(MIPs:PVA=1:5)的直徑分別為300-400nm和800-1000nm。兩者的吸附容量及選擇性均無(wú)明顯差異,但nano-MIM5比nano-MIM1可以更快達(dá)到吸附平衡。

5、>　　二、優(yōu)勢(shì)降解菌的篩選和降解條件優(yōu)化的研究。從活性污泥中分離、純化、篩選出優(yōu)勢(shì)降解菌,以此優(yōu)勢(shì)降解菌為研究對(duì)象,以pH值、溫度、搖床振蕩速度(供氧量)為主要因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化降解條件。通過(guò)正交試驗(yàn)得出優(yōu)勢(shì)降解菌對(duì)BPA降解的優(yōu)化條件為搖床轉(zhuǎn)速100r/min,溫度37℃,pH值為6.0。
　　三、高效特異性降解水中痕量雙酚A新方法的建立和評(píng)價(jià)。BPA-nano-MIMs一方面通過(guò)特異性吸附作用有效提高底物濃度,另一方面有效吸

6、附優(yōu)勢(shì)降解菌,附著在膜表面的優(yōu)勢(shì)菌能迅速增殖并對(duì)水中的有害因素有更高的耐受力,從而有效提高對(duì)BPA及其代謝產(chǎn)物HAP的降解效率。Nano-MIM5相對(duì)于nano-MIM1來(lái)說(shuō),因其更快的吸附速度和更大的表面積可供細(xì)菌附著,nano-MIM5對(duì)生物降解的促進(jìn)作用更明顯。Nano-MIM5在不同影響因素下(CdCl2、Pb(CH3COO)2和腐植酸)以及環(huán)境水體中(湖水、江水)對(duì)優(yōu)勢(shì)降解菌降解的促進(jìn)作用更有實(shí)際意義。Nano-MIM5對(duì)湖水