Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/5133
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dc.contributor.advisor盧至人zh_TW
dc.contributor.advisorC. J. Luen_US
dc.contributor.author鄭光勛zh_TW
dc.contributor.authorCheng, Kuang-Hsunen_US
dc.date2005zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:34:06Z-
dc.date.available2014-06-06T06:34:06Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/5133-
dc.description.abstract摘 要 根據前期研究結果顯示,實驗室所分離之純菌株 Rhodococcus rubber N4 在萘過飽和含顆粒性萘時,對於顆粒性萘有顯著降解現象,文獻亦指出此菌株具有產生生物界面活性劑之能力。因此,利用表面張力、乳化指數與細胞疏水性試驗,探討生物界面活性劑與顆粒性萘降解的關係。並藉由氣泡式呼吸儀與兩相動力模式,測定Monod 之動力參數(Ks, Yg, μmax and kd),由生物動力參數的求解,了解不同條件下各菌株的降解情形。 實驗結果顯示,R. rubber N4 對高濃度甚至是顆粒性萘有較快的降解,實驗所用之其他菌株則會因高濃度而被抑制,呈現較長的遲滯期。比較各菌株於不同基質增殖所作之表面張力及乳化試驗, R. rubber N4 並沒有顯著表現,而 Serratia marcescens N5 具有生物界面活性劑產生的能力,但對於萘的降解並沒有太大的幫助。在氣泡式呼吸儀兩相動力模式求解方面,各菌株在馴化之後,遲滯期顯著縮短,對萘的生物可降解率提高,但仍可觀察到顆粒性萘對菌的抑制現象。P. rhodesiae N2馴化後Yg值增加,R. rubber N4馴化後Yg值降低,卻有更高的生物可降解率,在長期馴化之後對萘有更強及更穩定的降解能力,更進一步再由攝氧率與累積攝氧圖的變化,發現R. ruber N4降解萘的獨特指紋圖譜。由Yg 值求解與實際Y測值的高相關性(Yg=1.25Y, r2=0.95),證實二相動力模式規劃求解具有一定的可行性及可信度。由實驗數據及數值的迴歸分析,證實Ks值確會隨著S0值變動。在R. rubber N4中間產物的監測,偵測到龍膽酸的生成,並且能進一步的降解。 關鍵字:萘、氣泡式呼吸儀、二相動力模式求解、生物界面活性劑zh_TW
dc.description.abstractAbstract According to our preoious studies, the Rhodococcus rubber N4, which cultured in the Naphthalene's oversaturated aqueous with unsoluble Naphthalene, could be biodegraded the unsoluble Naphthalene. Some of the scientific literature has shown that R. rubber could produce biosurfactant. By monitoring the surface tension, emulsification index and cellular hydrophobicity, we could probe into the relationship between producing biosurfactant and biodegrading unsoluble Naphthalene, and to determine the four Monod kinetic parameters(Ks, Yg, μmax and kd) through the use of respirometric-two phase method. The results indicated that in Naphthalene's oversaturated aqueous with unsoluble Naphthalene, R. rubber N4 had shorter arrearage period and greater degrading than other pure cultures. Comparing the results of surface tension and emulsification index culturing in different mediums, we infer that producing biosurfactant was not a main factor in degrading Naphthalene by pure cultures. Getting the Monod kinetic parameters by respirometric two-phase method we found that the acclimated strains had shorter arrearage period and power in degrading Naphthalene, and specifically in R. rubber N4 after an over long period of incubaction (90 days) that we observed the microbial fingerprint graph in its Naphthalene-degrading from the variation in OUR vs. Ou graph. At high correlation between the actual Yield and getting Yg from the respirometric two-phase method(Yg=1.25Yield, r2=0.95),we confirmed that the method should be a trusty and feasibility one.en_US
dc.description.tableofcontents目 錄 目錄 Ⅰ 圖目錄 Ⅴ 表目錄 Ⅶ 摘要 Ⅷ Abstract Ⅸ 第一章 前 言 1 1-1 研究緣起 1 1-2 研究架構內容 2 第二章 文獻回顧 5 2-1 PAHs的來源及影響 5 2-1-1 PAHs特性 5 2-1-2 PAHs的毒性影響 9 2-1-3 PAHs的來源及分布 11 2-1-4 PAHs的污染整治 13 2-1-5 PAHs的生物降解 18 2-1-6 PAHs萘及菲降解菌 21 2-2 生物界面活性劑 23 2-2-1 生物界面活性劑簡介 23 2-2-2 生物界面活性劑的種類 23 2-2-3 生物界面活性劑之應用 27 2-3呼吸儀理論與應用 29 2-3-1 氣泡式呼吸儀設備及原理 29 2-3-2 呼吸儀圖譜分析 30 2-3-3 呼吸儀兩相動力模式求解 33 第三章 實驗材料與方法 39 3-1 實驗用藥 39 3-1-1 主要基質 39 3-1-2 其他藥品 39 3-1-3 無機營養鹽 39 3-1-4 培養基用藥及菌體過濾 41 3-1-5 實驗用水及器皿清洗 41 3-1-6 實驗菌種 41 3-1-7 菌體吸光度和乾重建立 42 3-2 實驗設備與分析方法 46 3-2-1 高效能液相層析儀 46 3-2-2 氣泡式呼吸儀 46 3-2-3 其他儀器設備 48 3-3 實驗分析條件建立 49 3-3-1 水溶液檢量線之建立 49 3-3-2 呼吸儀細胞元件校正 49 3-3-3 呼吸儀系統測試 53 3-3-4 純菌株的增殖與馴養 54 3-3-5 理論攝氧量 55 3-4 實驗流程 58 3-4-1 表面張力及E24乳化試驗 58 3-4-2 增溶試驗 60 3-4-3 細胞疏水性試驗 63 3-4-4 呼吸儀試驗 64 3-4-5 批次試驗流程 66 第四章 結果與討論 69 4-1 顆粒性萘降解 69 4-1-1 表面張力試驗 69 4-1-2 E24乳化指數試驗 75 4-1-3 Rhodococcus ruber N4萘增溶批次試驗 83 4-1-4 細胞疏水性試驗 87 4-2 呼吸儀試驗 89 4-2-1 Ou vs. t圖解 89 4-2-2 OUR vs. Ou二相動力模式求解 91 4-2-3 二相動力模式求解分析 94 4-3 Pseudomonas rhodesiae N2呼吸儀試驗 100 4-3-1 P. rhodesiae N2累積攝氧量時間圖 100 4-3-2 P. rhodesiae N2 動力參數求解 102 4-4 Serratia marcescens N5 呼吸儀試驗 106 4-4-1 S. marcescens N5累積攝氧量時間圖 106 4-4-2 S. marcescens N5動力參數求解 108 4-5 Pseudomonas putida OUS82 呼吸儀試驗 110 4-5-1 P. putida OUS82累積攝氧量時間圖 110 4-5-2 P. putida OUS82動力參數求解 112 4-6 Rhodococcus ruber N4 呼吸儀試驗 114 4-6-1 R. ruber N4累積攝氧量時間圖 114 4-6-2 R. ruber N4動力參數求解 117 4-6-3 萘降解現象探討 124 4-6-4 馴化菌株的比較 131 4-7 中間產物呼吸儀試驗 133 4-7-1 水楊酸呼吸儀試驗 133 4-7-2 兒茶酚呼吸儀試驗 133 4-7-3 龍膽酸呼吸儀試驗 136 4-8 中間產物實驗 138 4-8-1 中間產物批次實驗 138 4-8-2 批次與呼吸儀同步試驗-萘的降解 144 4-8-3 R. ruber N4萘、水楊酸與龍膽酸呼吸儀試驗 146 4-8-4 Chemostat呼吸儀試驗 151 4-9 菲呼吸儀試驗 156 第五章 結論與建議 159 5-1 結論 159 5-2 建議 161 參考文獻 163 附錄 圖 目 錄 圖1-2-1 實驗架構圖 3 圖2-1-1 PAHs於環境中之宿命圖 17 圖2-1-2 細菌好氧下降解萘的途徑 19 圖2-1-3 細菌好氧下降解菲的途徑 20 圖2-2-1 界面活性劑於微生物及顆粒性基質之作用機制 26 圖3-2-1 氣泡式呼吸儀及主要單元配置示意圖 47 圖3-3-1 細胞元件電解瓶校正方法示意圖 52 圖3-4-1 表面張力及乳化試驗流程圖 61 圖3-4-2 增溶試驗流程圖 62 圖3-4-3 氣泡式呼吸儀試驗流程圖 65 圖3-4-4 批次實驗流程圖 67 圖4-1-1 以NB 培養所監測之表面張力變化圖 70 圖4-1-2 以LB 培養所監測之表面張力變化圖 72 圖4-1-3 以Naphthalene 培養所監測之表面張力變化圖 74 圖4-1-4 NB E24乳化指數試驗圖 76 圖4-1-5 LB E24乳化指數驗圖 78 圖4-1-6 Naphthalene E24乳化指數試驗圖 79 圖4-1-7 R. ruber N4 含菌體及不含菌體之乳化指數試驗 81 圖4-1-8 R. ruber N4 增溶試驗結果圖 84 圖4-2-1 氣泡式呼吸儀累積攝氧量對時間圖 90 圖4-2-2 氣泡式呼吸儀攝氧率對累積攝氧量圖 92 圖4-2-3 規劃求解後模擬之兩相圖譜 93 圖4-2-4 呼吸儀重複試驗累積攝氧時間圖 95 圖4-2-5 R. ruber N4呼吸儀重複試驗累積攝氧時間圖 98 圖4-3-1 P. rhodesiae N2 之累積攝氧時間圖 101 圖4-3-2 P. rhodesiae N2 萘24 mg/L 之Ou-t 及OUR-Ou 圖 103 圖4-4-1 S. marcescens N5 累積攝氧時間圖 107 圖4-5-1 P. putida OUS82 累積攝氧時間圖 111 圖4-6-1 R. ruber N4 未馴化組的累積攝氧量時間圖 115 圖4-6-2 R. ruber N4 馴化組的累積攝氧量時間圖 116 圖4-6-3 R. ruber N4 未馴化組(A) 與馴化組(B)的累積攝氧 量時間圖 121 圖4-6-4 水加顆粒萘、飽和萘水溶液及飽合萘含顆粒性萘累積 攝氧時間圖 125 圖4-6-5(A)水加顆粒萘、(B)飽和萘水溶液及(C)飽合萘 含顆粒性萘溶液之攝氧率與累積攝氧圖 126 圖4-6-6 各馴化菌株於飽和萘含顆粒性萘的累積攝氧時間圖 132 圖4-7-1 水楊酸(Salicylic acid)累積攝氧時間圖 134 圖4-7-2 兒茶酚(Catechol)累積攝氧時間圖 135 圖4-7-3 龍膽酸(Gentisic acid)累積攝氧時間圖 137 圖4-8-1 P. rhodesiae N2中間產物監測圖 139 圖4-8-2 S. marcescens N5中間產物監測圖 140 圖4-8-3 P. putida OUS82中間產物監測圖 141 圖4-8-4 R. ruber N4中間產物監測圖 143 圖4-8-5 R. ruber N4中間產物監測與累積攝氧對照圖 145 圖4-8-6 R. ruber N4 萘、水楊酸與龍膽酸累積攝氧時間圖 147 圖4-8-7 R. ruber N4 萘與中間產物水楊酸累積攝氧時間圖 150 圖4-8-8 chemostat 植菌累積攝氧時間圖 152 圖4-8-9 chemostat 萘累積攝氧時間圖與攝氧率累積攝氧量 時間圖 154 圖4-8-10 chemostat 萘加水楊酸累積攝氧時間圖與攝氧率累積 攝氧量時間圖 155 圖4-9-1 菲累積攝氧時間圖 157 表 目 錄 表 2-1-1 PAHs物化特性與毒理特性 6 表 2-1-2 萘及菲對人體毒理特性 10 表 2-1-3 不同地域室內及室外空氣中PAHs 濃度監測值 12 表 2-1-4 土壤及地下水NAPL處理 14 表 2-2-1 微生物及其產生的生物界面活性劑 24 表 2-2-2 生物界面活性劑於工業製程回收之應用 28 表 2-3-1 二相動力參數求解對照表 38 表 3-1-1 無機營養鹽及微量元素組成成分 40 表 3-1-2 培養基用藥配製成分表 43 表 3-1-3 菌體吸收度與乾重結果關係表 44 表 3-3-1萘及中間產物HPLC偵測條件表 51 表 3-3-2 呼吸儀系統測試藥品成份表 51 表 4-1-1 各菌株E24乳化指數產率表 82 表 4-1-2 細胞疏水性結果表 88 表 4-2-1 重複試驗數據分析表 96 表 4-2-2 R. ruber N4呼吸儀重複試驗數據分析表 99 表 4-3-1 P. rhodesiae N2 各條件下規劃求解之動力參數 104 表 4-4-1 S. marcescens N5 各條件下規劃求解之動力參數 109 表 4-5-1 P. putida OUS82 各條件下規劃求解之動力參數 113 表 4-6-1 R. ruber N4 未馴化組的動力參數表 118 表 4-6-2 R. ruber N4 馴化組的動力參數表 120 表 4-6-3 R. ruber N4 馴化組試驗Yield值關係表 122 表 4-6-4 水加顆粒萘、飽和萘水溶及飽合萘含顆粒性萘溶液降 解動力參數表 130zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher環境工程學系zh_TW
dc.subjectNaphthaleneen_US
dc.subjectzh_TW
dc.subjectrespirometeren_US
dc.subjectrespirometric two-phase methoden_US
dc.subject氣泡式呼吸儀zh_TW
dc.subject二相動力模式求解zh_TW
dc.title純菌株對多環芳香族碳氫化合物生物降解之動力參數探討zh_TW
dc.titleA study for kinetic parameters of biodegradation of PAHs by pure culturesen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.grantfulltextnone-
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