微生物高效降解法

微生物高效降解法（精选八篇）

微生物高效降解法 篇1

随着多媒体进入教室, 让笔者意识到高效导入的一种新模式———视频法。笔者认为, 通过视频法的导入可以充分掌控好一堂课的开始, 进而掌控好整堂课的教学。而利用好视频法导入至少可以达成以下几个关键问题:

1.学生学科思维的转换;

2.学生本节课学习的兴趣开启;

3.学生思考性思维的激发。

那么究竟什么是“生物课堂的高效导入———视频法”?又是如何操作的呢?

笔者以“有丝分裂”为例作解释。我在预备铃响后进入教室、上课前2分钟开始播放母体内受精卵分裂、分化形成胎儿的过程。在这段时间, 学生都已自觉的坐下观看这一视频。同时视频的趣味性已经抵消了学生对上课的消极怠工心理, 并激发起他们的好奇心, 甚至有部分学生开始发表感言:原来我是这样来的啊!也有疑惑:我是怎么由一个受精卵发育来的呢?但不论什么样的一种思想活动, 笔者认为都已经成功的将学生从课间休息的松散状态拉到了一个充满着学科气息的课堂。这样后面有丝分裂的教学就顺应了学生的思路, 能很好地提高课堂效率。

那么视频法导入的关键是什么呢?

笔者通过实践发现视频法导入的关键是视频的选择。结合课堂实践, 笔者认为视频的选择要有以下三个特点:

一、趣味性

趣味与否, 十分重要。这关系着学生学科思维能否快速转换, 同时影响着学生学习的兴趣。笔者认为一个具有有效趣味性的视频有以下几个功能:

1.可以使学生快速沉淀心思, 抛弃上堂课的知识干扰, 进入本学科的学习氛围。这就要求视频除了是生物教学视频外, 还要注意有趣和新颖。例如在讲细胞分化衰老前先播放一段自己制作的某名人随时间变化而变老的过程。学生立刻就被吸引过来了, 而且在想这是什么生物现象呢?进而进入本节学习内容之中。

2.可以有效地缓解好上堂课遗留的疲惫, 催生新的兴奋点。一堂45分钟的课下来, 学生的神经难免紧绷过度, 这时候就需要一定的东西来放松, 趣味性正好迎合了这一现象。放松学生神经的同时, 也开始引导学生注意本节生物课的内容。

3.可以使学生喜欢上课, 潜意识中增强了对教师的认同, 那样就为学好本学科打下了良好基础。笔者认为要让学生学好一门功课, 首先就是要让学生认同这门功课的授课教师。学生毕竟是孩子, 当你拿孩子喜欢的东西给他们的时候, 他们必然会承认你, 认同你, 同时潜移默化中会学好你教的科目。

二、知识性 (科学性)

知识性是视频法导入必须要具备的特征, 课堂主旨就是为了学好知识, 所以这点尤为重要。因此, 笔者认为视频知识性的控制必须注意以下几点。

1.视频内容必须与本节内容一致, 能体现教学目标的达成要求。有些教师习惯给学生放音乐, 不料这样会让学生带着学科以外的东西进入课堂, 大大违背了“高效”的目标。

2.视频中的知识必须尽量是学生未接触的, 视频片段要新颖。因为人往往对未知的东西充满好奇, 而好奇心又可以让学生主动进入思考状态, 易于激活其思考性思维。

3.视频要有一定的知识延展性。例如在有丝分裂一节新课授完后, 有学生就提出疑问:课堂开始的有丝分裂视频中仅仅展示了生物体细胞的数目增多, 这是由于分裂导致的, 但我们人体有那么多种细胞是怎么来的呢?作为教师, 这时候就可以引导学生自己在书本中找答案, 甚至可以做一定的预习指导, 同时培养了学生的探究能力。

三、短小精悍性

这是指对视频的时间控制。笔者认为视频时间不宜过长, 一般控制在3分钟内。其原因在于:第一, 课间首先考虑学生的短时间活动、休息和心态的调整, 一般建议在预备铃响了后进入教室开始播放。第二, 时间过长易分散学生注意力, 趣味是达到了, 但其思维过于发散不易拉回到本节的教学目标。第三, 短时间的信息给出, 能引发人的好奇心, 激发求知欲。时间一长, 新鲜劲一过就难免会出现大脑怠工现象。

微生物高效降解法 篇2

催化转化-生物降解法处理高浓度甲醛废水

摘要：提出了催化转化-生物降解法处理高浓度甲醛废水的新方法.研究发现,在温度为70 ℃,催化转化剂与甲醛摩尔比为 1:5,反应30 min,废水中甲醛去除率可达99.96%.预处理后的.甲醛废水BOD5/CODcr值由0.12升至0.50,甲醛浓度＜3 mg/L,大大提高了废水的可生化性.实验结果还表明,在采用生物降解法处理预处理后的甲醛废水过程中,当温度为35～40 ℃,pH值为7.0～7.5,水力停留时间(HRT)为9～12 h时,厌氧反应器有机负荷(OLR)为8.0～10.0 kg/(m3・d),好氧反应器OLR为1.0～2.0 kg/(m3・d),CODcr总去除率达到98.81%,出水COD<100 mg/L.该方法具有工艺简单、处理效率高和成本低等特点,有极高的实际应用价值.作 者：刘艳    朱振中    周良    LIU Yan    ZHU Zhen-zhong    ZHOU Liang  作者单位：刘艳,朱振中,LIU Yan,ZHU Zhen-zhong(江南大学,化学与材料工程学院,江苏,无锡,214122)

周良,ZHOU Liang(江南大学,生物工程学院,江苏,无锡,214122)

期 刊：应用化工  ISTIC  Journal：APPLIED CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2010, 39(9) 分类号：X703.1 关键词：甲醛废水    催化转化    厌氧处理    好氧处理   

微生物高效降解法 篇3

关键词：草酸青霉 里氏木霉 粗糙脉孢菌 糖转运蛋白 转录调控蛋白 分泌 重构

Abstract：Our research objects are Trichoderma reesei， Penicillium oxalicum and. Neurospora crassa. The research is focused on carbon source induction， signal pathway， transcriptional regulation， protein secretion， and enzyme reconstruction. Many important genes which encode proteins regulating the expression of cellulase and hemicellulase genes were observed. Three cellodextrin transporters （CdtC， CdtD， and CdtG） founcd in P. oxalicum and two cellodextrin transporters （CDT1 and CDT2） found in N. crassa were reported playing important roles in cellulase induction in the cellulolytic fungus. The Ras2 in T. reesei regulates expression of cellulase genes through the signal pathway. Many transcription proteins were observed including AmyR， ClrB， CreA， CER-1， CER2， and HCR-1. They are involved in transcriptional regulation of expression of cellulase genes. 10 Key proteins and 11 transcription proteins were reported to be involved in UPR pathway which is relating with the high secretion of cellulolytic fungus. Some synergic proteins including polysaccharide monooxygenases （PMOs） in P. oxalicum and laccase in T. reesei were reported enhancing traditional cellulase activity. Many new cellulase and hemicellulase genes were found in metagenome research and some of them have been used in reconstruction of cellulolytic enzymes.

Key Words：Penicillium oxalicum；Trichoderma reesei；Neurospora crassa；Cellodextrin transporters；Transcription proteins；Secretion； Reconstruction

微生物高效降解法 篇4

1 材料与方法

1.1 试剂及仪器

盐酸利多卡因注射液 (2%, 国药准字H31021071) 购于上海复星朝晖药业有限公司, 利多卡因标准品购自公安部物证鉴定中心 (Lot:SW1083) , MEGX标准品购自公安部物证鉴定中心 (Lot:6938292) , 普鲁卡因标准品购自公安部物证鉴定中心, 甲醇为TEDIA公司生产。除甲醇为色谱纯, 其他均为分析纯。

日本岛津LC-20AT 高效液相色谱仪, Dikma 迪马科技C18二代色谱柱, SPD-20A紫外检测器, N3000色谱工作站。

1.2 仪器分析条件

Dikma C18柱 (迪马科技5 μm;250 mm×4.6 mm) ;柱温25℃;流动相:甲醇:磷酸缓冲液 (15 mmol/L, pH=3) =30:70;检测波长229 nm;流速1 mL/min;进样量20 μL;工作站:N3000色谱工作站。

1.3 给药方案和样品采集

健康本地犬9只, 蛛网膜下腔注射组 (6只) 和对照组 (3只) 。蛛网膜下腔注射组:蛛网膜下腔穿刺后, 于5 min内向蛛网膜下腔注入LD50 (15 mg/kg) 剂量利多卡因;对照组:以等体积生理盐水代替利多卡因, 其余处理同蛛网膜下腔注射组。所有实验犬于死后即刻提取心血、肝脏待检。

1.4 心血和肝脏样品处理与分析

待测固性样品1 g或血液1 mL, 加蒸馏水2 mL, 固性样品超声匀浆3 min, 加内标普鲁卡因50 μg, 振荡5 min;10%HCl调酸pH=2～3, 振荡5 min, 3 000 r/min离心10 min, 提取上清液;上清液用10%NaOH调碱pH=11～12, 震荡2 min, 加乙醚5 mL, 振荡15 min, 3 000 r/min离心10 min, 取上层乙醚液;乙醚5 mL重复提取一次;合并乙醚液, 40 ℃水浴挥干。残渣用500 μL甲醇定容, 通过针筒式滤膜过滤器 (孔径0.45 μm) 过膜后, 按上述仪器条件进样20 μL, 液相色谱工作内标工作曲线法定量分析样品中利多卡因及MEGX。

2 结 果

2.1 利多卡因、MEGX及内标普鲁卡因液相色谱图 (见图 1～图3)

注:普鲁卡因Rt=4.030, MEGX Rt=10.173, 利多卡因Rt=13.228。

注:普鲁卡因Rt=4.055, MEGX Rt=10.246, 利多卡因Rt=13.272。

注:普鲁卡因Rt=4.080, MEGX Rt=10.077, 利多卡因Rt=12.608。

2.2 工作曲线

分别取空白心血1 mL和空白肝脏1 g 各14份, 置于离心管中, 每管分别添加利多卡因及MEGX各0.01 μg、0.03 μg、0.05 μg、0.1 μg、0.2 μg、0.6 μg、1.0 μg、2.5 μg、5 μg、10 μg、30 μg、50 μg、100 μg、150 μg, 配制成为标准系列, 并依次加入内标液普鲁卡因50 μg, 按1.4前述方法提取与检测。以利多卡因或MEGX浓度 (X) 对利多卡因或MEGX与内标物峰面积比值 (Y) 作线性回归, 心血和肝脏中利多卡因液相色谱检测的回归方程分别为Y=0.217X+0.019和Y=0.214X+0.113, 相关系数分别为0.996和0.988, 线性检测范围均为 (0.2～100) μg/mL、最低检出浓度分别为0.05 μg/mL或μg/g;心血和肝脏中MEGX液相色谱检测的回归方程分别为Y=0.514X+0.033和Y=0.440X+0.292, 相关系数分别为0.995和0.993, 线性检测范围均为 (0.2～20) μg/mL、最低检出浓度分别为0.05 μg/mL。

2.3 精密度和提取回收率

分别取含2 μg、10 μg、50 μg的利多卡因标准甲醇溶液和含MEGX 2 μg、10 μg、50 μg的MEGX标准甲醇溶液各20 μL进样, 每个样品每日测定5次, 连续测定3 d, 其日内、日间相对标准差为1.5 %～2.7%和2.0%～3.7%。

取空白检材1 mL (1 g) /份, 共9份, 分别加入利多卡因和MEGX标准品10 μg与2 μg (3份) 、30 μg与5 μg (3份) 、50 μg与10 μg (3份) , 按1.4前述样品处理方法处理并检测, 计算回收率。心血中利多卡因和MEGX的回收率为 (99.3±5.0) %～ (101.2±4.0) %, 肝脏中利多卡因和MEGX的回收率为 (98.1±4.8) %～ (104.2±4.4) %。

2.4 染毒死亡犬体内利多卡因及MEGX含量

染毒死亡犬心血和肝脏经提取后, 以内标工作曲线法计算样品中利多卡因及MEGX含量。心血利多卡因及MEGX含量分别为 (14.50±1.64) μg/mL和 (1.64±0.22) μg/mL, 肝脏利多卡因及MEGX含量分别为 (14.90±1.19) μg/mg和 (2.53±0.36) μg/mg。

3 讨 论

据相关文献报道, 同时检测利多卡因和MEGX常使用GC[8]和HPLC[9]法。由于MEGX的化学性质, GC和GC/MS在检测MEGX时, 必须先进行衍生化处理, 才能进一步检测;而所报道HPLC法多采用乙腈等高成本流动相, 并且检材前处理发放繁琐[10]。本实验建立同时检测生物检材中利多卡因和MEGX的HPLC方法, 该方法在选定条件下利多卡因、MEGX、普鲁卡因 (内标) 能够与其他杂质峰良好分离 (普鲁卡因Rt=4.03min, MEGX Rt=10.17 min, 利多卡因Rt=13.228 min, 分离度Rs>2) , 峰形对称, 分离效果好, 在较高浓度范围内有较好的线性关系, 提取回收率及精密度均达到检案要求, 且重现性好, 检材前处理简单, 灵敏度高, 可用于生物检材中利多卡因和MEGX的分析测定。

有关报道中提取利多卡因是在pH为9的碱性环境[11], 但本实验发现利多卡因和MEGX在提取环节中对pH非常敏感, 利多卡因在pH为9时回收率较高, 而MEGX在该pH下回收率却比较低, 通过动物实验并考虑到实际案例, 经反复实验, 最终选用pH在11～12范围, 可保证利多卡因和MEGX都具有较高回收率。

本实验结果显示, 各脏器中利多卡因含量较MEGX含量高, 与文献报道[12]利多卡因在蛛网膜下腔麻醉致死犬体内的含量分布一致。

本实验所建立方法能够快速准确定性定量分析样品中的利多卡因和MEGX, 同时能够应用于临床麻醉意外病人药物浓度检测, 麻醉意外的法医学鉴定, 以及进一步的毒 (药) 物动力学研究。

摘要：目的 建立生物样品中同时测定利多卡因及其代谢产物单乙基甘氨酰二甲苯胺 (MEGX) 的高效液相色谱分析方法。方法 待测生物样品血液或组织脏器中加入内标物普鲁卡因, 酸化, 碱化后, 用乙醚提取两次, 挥干, 定容, 用保留时间定性, 内标法、工作曲线法进行定量。结果 心血和肝脏中利多卡因液相色谱检测的回归方程分别为Y=0.217X+0.019和Y=0.214X+0.113, 相关系数分别为0.996和0.988, 线性检测范围均为 (0.2～100) μg/mL (μg/g) 、最低检出浓度分别为0.05μg/mL;心血和肝脏中MEGX液相色谱检测的回归方程分别为Y=0.514X+0.033和Y=0.440X+0.292, 相关系数分别为0.995和0.993, 线性检测范围均为 (0.2～20) μg/mL、最低检出浓度分别为0.05μg/mL。心血利多卡因及MEGX含量分别为 (14.50±1.64) μg/mL和 (1.64±0.22) μg/mL, 肝脏利多卡因及MEGX含量分别为 (14.90±1.19) μg/mg和 (2.53±0.36) μg/mg。结论 建立了生物样品中同时测定利多卡因及MEGX的HPLC分析方法, 所建方法简便、灵敏、重现性好, 可用于利多卡因中毒的快速诊断和利多卡因麻醉意外的法医学鉴定。

微生物高效降解法 篇5

1 材料

1.1 药材与试剂

十二烷基磺酸钠 (色谱纯, Sigma) , 磷酸二氢钾 (色谱纯天津市科密欧化学试剂有限公司) , 甲醇 (色谱纯, 赛默飞世尔科技有限公司) , 乙腈 (色谱纯, 赛默飞世尔科技有限公司) , 磷酸 (分析纯, 天津天力化学试剂有限公司) , 无水乙醇 (分析纯, 天津基准化学试剂有限公司) , 娃哈哈纯净水。本实验用标准品 (成都斯特曼科技有限公司生产与中国科学院生物研究所) :盐酸小檗碱 (含量98.95%) , 盐酸巴马汀 (含量≥98%) , 黄连碱 (含量≥98%) , 表小檗碱 (含量≥98%) , 盐酸药根碱 (含量≥98%) 。

1.2 仪器

Waters e2695高效液相色谱仪, Waters2998发光二极管阵列检测器, 柱温箱, Waters C18色谱柱 (50mm×2.1mm, 1.7μm) , 精密PH计, 电子天平) , 台式离心机, 超声清洗器, 快速混匀器, 循环水真空泵。

2 方法

2.1 标准品以及方法学实验样品的准备

分析天平分别称取标准品小檗碱2.31mg, 巴马汀1.99mg, 黄连碱5.14mg, 表小檗碱2.11mg, 药根碱2.27mg, 然后用甲醇溶解各标准品, 每个标准品溶液均定容至1ml。合并混匀5中标准品溶液, 得标准品储备液, -20℃保存。取储备液, 分别用甲醇稀释10、100、500、1000, 2000, 5000, 10000, 20000倍。然后将以上7份溶液分别加入9倍体积的大鼠空白血浆中, 得7份样品用于线性考察实验。取储备液, 分别用甲醇稀释100倍, 300倍, 50000倍。再取储备液, 分别用甲醇稀释10倍, 30倍, 500倍, 再分别取样加入到9倍体积的大鼠空白血浆中, 所得样本用于精密度、回收率和稳定性考察实验。

2.2 血浆样本的处理

用移液枪吸取120μl血浆加入空白EP管中, 移液枪量取120μl乙腈加入血浆, 涡旋3分钟, 以13000r/min离心10min, 取上清进样分析, 进样体积100μl。

2.3 色谱条件:

C18色谱柱 (50mm×2.1mm, 1.7μm) ;流动相 (水:乙腈=430:570, 每升KH2PO44g, SDS 2.5g) , 流速1.0ml/min;检测波长345nm。

2.4 专属性与线性考察实验

取大鼠空白血浆分两份, 一份按2.1法加入稀释后的混标储备液, 另一份不加入任何成分。按2.2法处理这两份血浆进样分析, 根据色谱图考察专属性。根据预实验结果, 得小檗碱定量范围:4.5~0.002μg/ml, 巴马汀定量范围:4.0~0.002μg/ml, 黄连碱:10.~0.005μg/ml, 表小檗碱:4.5~0.002μg/ml, 药根碱:4.5~0.002μg/ml。于是在此线性范围内, 按照2.1法制备7个不同浓度血浆的样本, 并按2.2法处理进样, 并根据所测得的峰面积和浓度确定线性回归方程, 以考察线性关系。

2.5 精密度考察实验

根据上述5种生物碱的定量范围, 按照2.1法制备高、中、低三个浓度的血浆样本, 各浓度平行五个样本, 按2.1法处理并进样分析。连续测定5天。根据测得的浓度确定RSD值, 以考察日内和日间精密度。

2.6 回收率和稳定性考察实验

按照2.1法制备高、中、低三个浓度的血浆样本, 各浓度平行5个样本, 按2.2法处理血浆样本并进样分析, 所测得的浓度与实际稀释所得浓度的比值为回收率, 并计算每个浓度的回收率平均值和RSD值。

按照2.1法制备两组高、中、低三个浓度的血浆样本, 测定新鲜配制出的样本浓度后, 一组样本于4℃冷藏24h后测定其浓度, 另一组样本于-20℃冷藏30天后测定浓度。根据所测浓度与原始浓度的差异确定样品的稳定性。

2.7 数据处理

本实验数据运用Exel表格进行处理。

3 结果

3.1 专属性和线性

比较大鼠空白血浆和加入混标后大鼠血浆样本的色谱图, 见图1, 发现血浆对各生物碱的吸收峰无影响, 专属性良好。

根据测得的7个不同浓度点的样品浓度以及峰面积, 得小檗碱回归方程为y=2.9E+5x+1975.2, r2=0.9993, 巴马汀回归方程为y=3.8E+5x-3160.5, r2=0.9991, 黄连碱回归方程y=3.2E+5x-1791.4, r2=09991, 表小檗碱回归方程为y=4.2E+5x-3412.1, r2=0.9992, 药根碱回归方程为y=3.3E+5x-2678.6, r2=0.9992。说明在此线性范围内, 各生物碱的线性关系良好。

3.2 精密度

根据测得的5种生物碱的日内和日间精密度, 见表1, RSD值均在可接受范围内。

3.3 稳定性和回收率

根据所得5中生物碱在大鼠血浆中的回收率及RSD值, 见表2, 证明本实验结果可信且具有良好的重现性。

检测4℃冷藏24h和-20℃冷藏30天后的样本, 测得的样本浓度均在新鲜样本浓度的95%以上, 说明样本稳定性良好, 不存在分解现象。

4 讨论

我们采用乙腈沉淀蛋白法处理了大鼠血浆样本, 在此处理过程中, 可能会有一定的血药成分的损失, 较氮气吹干的方法来说, 检测所得浓度可能不是很高[2]。但在实验样本较多的实际情况下, 此法效率远远高于氮气吹干的方法。根据之前预实验的检验, 其效率高于氮气法2-3倍。本实验同时测定了大鼠血浆内小檗碱、巴马汀、黄连碱、表小檗碱、药根碱等5种生物碱的血药浓度。通过对该方法的专属性、线性、精密度、回收率和稳定性的考察, 证明本实验结果重现性好, 可信度高。

参考文献

[1]俞森, 俞蕴莉, 卢守四等.黄连中5种小檗碱型生物碱在糖尿病大鼠体内的药动学[J].中国药科大学学报, 2008, 39 (6) :526-529.

[2]Xia li, Haijing Liu, Ji Li.2009.Simultaneous Determination of Berberine and Palmatine in Rabbit Plasma by LC-MS-MS and Its Application in Pharmacokinetic Study After Oral Administration of Coptidis and Coptidis-Gardeniae Couple Extract.[J]Chromatographia.70:1113-1119.

[3]魏世超, 徐丽君等.黄连粉末中盐酸小檗碱及盐酸药根碱的体内肠吸收特性[J].华中科技大学学报, 2013, 42 (3) :333.

[4]安小平, 崔庆荣.黄连治疗糖尿病研究进展[J].甘肃中医, 2008, 21 (1) :57-58.

微生物高效降解法 篇6

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Angilent 1200高效液相色谱仪:配有G1379A在线脱气机,G1311A四元泵,G1313A自动进样器,G1315B二极管阵列检测器,1316A柱温箱,HP 1100化学工作站。7个含4-取代苯基4-羟基-丁-2-酮类衍生物由贵州大学精细化工研究开发中心合成室提供,通过IR、NMR1H、13C和19F、MS、元素分析对其结构进行了表征[16],结构式见表1。

试剂正己烷、异丙醇、乙醇、二氯甲烷均为色谱纯,购自江苏汉邦科技有限公司。

1.2 实验方法

色谱柱:Chiralpak IA (250 mm×4.6 mm,I.D. 5 μm),购自日本Daicel公司。流动相组成分别为:(1)Hexane: Dichloromethane (70:30,V/V);(2) Hexane: i-Propanol (97:3,V/V);流速:1.0 mL/min;检测波长:270 nm (参比波长:360 nm);柱温:25 ℃;样品溶液:样品均用色谱级乙醇溶解;进样量:5 μL。

1.3 色谱参数计算

容量因子(k′):$k{}_1^{´}=\frac{t{}_{R1}-t{}_0}{t{}_0}$;$k{}_2^{´}=\frac{t{}_{R2}-t{}_0}{t{}_0}$,其中tR1和tR2分别为第一个洗脱峰和第二个洗脱峰的保留时间;t0为死时间,以甲苯测定。它反映了物质在色谱柱中保留的强弱,k′数值增大,对映体保留增强,出峰时间增加。

分离因子:$\alpha =\frac{k{}_2^{´}}{k{}_1^{´}}$

分离度:$R{}_s=\frac{t{}_{R2}-t{}_{R1}}{\frac{1}{2}(W{}_1+W{}_2)}$

式中W1和W2分别为第一个洗脱峰和第二个洗脱峰的峰宽。Rs的大小表明了对映体分离程度的优劣,通常Rs的增大表明分离程度的增强。

ee值的计算:$ee=\frac{|(R)-(S)|}{|(R)+(S)|}\times 100\%$

式中(R),(S)分别是R-,S-对映体的色谱峰面积。

2 结果与讨论

2.1 β-羟基酮类衍生物最优化色谱条件

在2.2节色谱条件下,考察了此类衍生物在Chiralpak IA柱上不同流动相体系的分离效果,实验结果如表2所示。结果表明在正己烷-乙醇(70:30,V/V)为流动相时,7个衍生物的对映异构体在IA柱上都没有分离迹象,尝试减少流动相乙醇的比例,延长洗脱时间,但是都没有出现异构体分离迹象,说明在IA柱上采用正己烷-乙醇流动相体系,该系列衍生物对映异构体不能被识别;换用正己烷-二氯甲烷(70:30,V/V)为流动相时,化合物T-1～T-4在该分离条件下的分离度依次为2.1、2.03、1.85、4.57,而化合物T-5～T-7的对映体不能被识别。最后,采用正己烷-异丙醇(97:3,V/V)为流动相时,化合物T-1～T-7在该分离条件下的分离度依次为1.08、1.14、1.30、0.56、3.06、3.22、3.85,其中T-5～T-7对映体的Rs>2,实现了完全分离。

①检测波长:270 nm,流速:1.0 mL/min,进样量:5 μL,柱温:25 ℃;②“a”代表在IA柱上25 ℃时,流动相洗脱时先流出柱的洗脱液,“b”代表在IA柱上25 ℃时,流动相洗脱时后流出柱的洗脱液。

化合物T-1在Chiralpak IA柱上,不同流动相体系下的手性分离色谱图如图1所示。由图示可以直观的看出,化合物T-1在选定的三种流动相下的不同手性分离效果,分离度大小顺序为Rs(c)>Rs(b)>Rs(a)。

Trace(a):mobile phase:n-Hex/Et OH=70/30(v/v);Rs=0;Trace(b):mobile phase:n-Hex/IPA=97/3(v/v);Rs=1.08;Trace(c):mobile phase:n-Hex/DCM=70/30(v/v);Rs=2.10

根据以上分离实验结果,发现正己烷-异丙醇流动相体系的分离因子总体优于其他两种流动相体系,但当R-苯环上含硝基取代时,正己烷-二氯甲烷体系优于正己烷-异丙醇体系。推测分析其手性识别机理:认为苯环上连接基团的吸电子诱导效应大小不同(-NO2>-F>-Cl),当化合物在极性较弱的正己烷-二氯甲烷流动相体系中,苯环上的硝基有强吸电子效应时,使苯环上电子云密度减小,而IA(直链淀粉-三[3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯])手性柱衍生化基团由于3,5-二甲基及氨基的取代使苯环上的电子云密度增大,固定相的π-π给电子效应和被分离物的π-π吸电子效应增加了固定相对衍生物对映体的手性识别;但是当苯环上取代基吸电子效应变弱时,不利于固定相的π-π给电子效应和被分离物的π-π吸电子效应的相互作用,导致对映体的手性未能识别;改用极性改性剂异丙醇来增大流动相极性,溶质与手性固定相之间的作用增强,溶质在手性固定相上的保留和立体选择性都增加,溶质实现分离。综上分析,Hexane:Dichloromethane(70:30,V/V)适合含有硝基取代的衍生物T-1～T-4对映异构体分离;而Hexane:i-Propanol(97:3,V/V)适合不含硝基取代的衍生物T-5～T-7对映异构体分离。

1.4 ee值和旋光度测定

在各自优化的色谱条件下,将上述7个β-羟基酮类衍生物对映体过量进行测定,根据一对对映体的色谱峰面积计算出ee值。旋光度检测在20 ℃下,溶剂为二氯甲烷,采用WZZ-ZS自动旋光仪。测定结果见表3,图1为ee值最高的化合物T-3。

T-3 Trace(a): The racemate; Trace(b): ee: 79.5%

3 结 论

本工作建立了以Chiralpak IA糖类手性固定相对β-羟基酮类衍生物对映异构体手性拆分的方法,在此基础上计算了它们的ee值。实验结果表明,正己烷:二氯甲烷(70:30,V/V)和正己烷:异丙醇(97:3,V/V)各自流动相体系下该系列7个对映异构体实现了分离,分离度都在1.85以上,并初步推测了色谱保留机理:β-羟基酮类衍生物的手性拆分不仅与溶质分子苯环上取代基吸电子效应有关,而且与流动相极性有关。

摘要：采用高效液相色谱法,以Chiralpak IA柱[直链淀粉-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)]为手性固定相对新合成的7个含4-取代苯基4-羟基-丁-2-酮类衍生物对映体进行了手性拆分。通过考察不同流动相体系,优化了对映体色谱分离条件,同时初步探讨了在手性识别过程中流动相组成和极性对于对映体拆分和保留的影响。

微生物高效降解法 篇7

1 试验设计

1.1 试验材料

实验用地膜样品及其相应规格如表1所示。其中, 双降解生态地膜样品“降解A”、“降解B1”、“降解C”分别为三种不同配方、降解时间不同的氧化—生物双降解生态地膜, “降解B2、B3”是与降解B1配方相同, 厚度不同的氧化—生物双降解生态地膜。

1.2 试验方法

试验安排在蓝田县三里镇杨村五组, 面积1亩, 为夏闲地, 每种地膜覆盖20m, 各块之间间隔1m, 排列顺序为自西向东为1~8号。试验于2013年8月4日铺设地膜。覆膜前测定不同规格地膜1m长重量。

2 测定内容

2.1 当地气温及降雨量 (表2)

每10天为一个测算周期, 测定降雨量、最高气温、最低气温及平均气温。

2.2 土壤温度和含水量测定 (表3、表4)

从地膜铺设后每10天取一次数据, 分别测定双降解地膜和普通地膜膜下15cm深土壤14:30时的温度;同时在15cm土层, 按梅花形或S形采集3~5个样点的土壤样品, 用烘干法测定土壤含水量。

单位:℃

单位:%

2.3 地膜降解性能 (表5)

观测试验地中地膜变化情况, 从地膜铺设后第10天开始, 每10天观察记录一次地膜变化情况 (降解孔洞数、裂口数、降解比例、降解面积等现象) , 标记地膜开始降解时间。

3 试验分析

3.1 不同地膜降解情况

氧化—生物双降解生态地膜A降解性能最好, 覆膜后10天开始降解, 20~30天时降解迅速, 40天露地部分覆盖度仅为20%, 随着降解, 地下15cm地温随之下降。

氧化—生物双降解生态地膜B1降解性能次之, 覆膜20天后开始降解, 50天左右时降解迅速, 80天后覆盖度为30%, 同时降解速度减缓, 随着降解, 地下15cm地温随之下降。

氧化—生物双降解生态地膜B2、B3降解性能基本相当。差于B1, 覆膜30天后开始降解, 50天左右时降解速度最快, 100天后覆盖度为25%, 随着降解, 地下15cm地温随之下降。

氧化—生物双降解生态地膜C降解最慢, 覆膜30天后开始降解, 覆盖度降至25%大约需要110天。

各规格地膜在地上部分降解基本结束后, 将地下部分翻出地表, 经过50~100天后都能完全降解。

3.2 不同地膜对土壤温、湿度影响

各规格地膜覆盖后都起到了增温效果, 因各种地膜厚度不同, 地温略有差异。随着地膜降解, 地温开始下降, 覆盖度在50%时, 地温下降明显。各规格地膜覆盖后保墒性能良好, 失墒较慢。在遇到降雨后地下20~50cm土壤墒情较0~20cm回升快。当地膜降解后, 墒情开始下降, 在覆盖度60%时, 失墒较快。

3.3 不同地膜降解与温度关系

氧化—生物双降解生态地膜降解速度与温度变化关系密切, 温度高时地膜降解速度快, 温度低时地膜降解速度缓慢。在温度降至10℃以下时, 氧化—生物双降解生态地膜降解速度明显减慢。

4 试验结论

微生物高效降解法 篇8

关键词：城市生活垃圾,卫生填埋场,可生物降解组分,降解规律

垃圾卫生填埋法,是垃圾最终处置且行之有效的方法之一,具有处理工艺简单、维护费用低等优点。但填埋场在其漫长的稳定化过程中产生大量填埋气和渗滤液,如不作处理,能持续几十年甚至上百年,对附近公众健康和周围环境产生危害[1],所以,对垃圾卫生填埋场内的垃圾稳定化进行研究,对于减轻或消除填埋场的危害以及确保填埋场最大限度的安全再利用具有重大的实际意义。目前,对填埋场稳定化的研究,一般从4个方面着手,即:填埋气、渗滤液、固体垃圾和表面沉降。本文对垃圾的可生物降解组分进行讨论。

1 城市生活垃圾可生物降解组分测定方法

BDM(Biological Degradable Material),译为可生物降解物质,是具有生物活性的有机质。根据何品晶等的研究表明[2]:垃圾中可生物降解有机质具有比不可生物降解有机质更易于被化学氧化的特点,因此可以在原有“湿烧法”测定总有机质(CODCr)方法的基础上,采用常温反应,降低溶液氧化能力,使之选择性的氧化可生物降解物质。

1.1 试验中所用的试剂

1)重铬酸钾溶液:C(1/6K2CrO7)=2 mol/L。2)硫酸亚铁铵溶液:C[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.25 mol/L。3)浓硫酸:密度=1.84 kg/L。4)试亚铁灵指示剂。

1.2 分析步骤

1)称取0.5 g左右的样品置于250 mL容量瓶中,分别加入15 mL重铬酸钾溶液和20 mL浓硫酸,将容量瓶置于振荡器上振荡1 h。同时做空白样试验。2)取下容量瓶,加水至标线,摇匀。分别取25 mL溶液于锥形瓶中,加入3滴试亚铁灵指示剂,用硫酸亚铁铵溶液回滴至溶液变为红褐色。3)计算。可生物降解物质含量$=\frac{(V{}_0-V{}_1)\times C\times 6.383\times 10{}^{-3}\times 10}{W}\times 100\%$。其中,V0为空白试验所耗的硫酸亚铁铵溶液体积,mL;V1为样品所消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积,mL;6.383为换算系数(炭的换算系数3.0除以生物降解物质的平均含炭量4.7%)[2];C为硫酸亚铁铵的浓度,mol/L;W为样品的重量,g。

根据王罗春等对上海老港城市生活垃圾填埋场稳定化进程的研究[3]表明:填埋场封场不久(t<718 d),垃圾降解程度较小,垃圾仍呈团块状,这些团块之间各种有机组分含量差异很大,因此垃圾取样的非均匀性也很大,同时可生物降解物质含量随时间变化波动也很大,缺少规律性。封场718 d后,填埋垃圾进入完全厌氧反应期,可生物降解物质含量随时间的增加逐渐缓慢降低。可生物降解物质变化能较好地反映垃圾的降解规律。因此本次试验只对填埋2年后的垃圾体进行取样,根据填埋场填埋规划图及填埋记录,选定每年4月份～5月份进场的垃圾填埋位置,进行取样分析。

2 可生物降解组分随填埋时间的关系

2.1 试验结果

试验测定结果如表1所示。

2.2 模型的建立

生活垃圾填埋2年后,垃圾降解速率基本稳定并处于厌氧降解阶段。垃圾体中可生化降解组分的降解为一级反应,可表示为:

$\frac{\text{d}c{}_i}{\text{d}t}=-\text{e}{}^{-kt}$ (1)

其中,k为垃圾体中可生物降解组分降解速率常数,年-1;ci为垃圾体中可生物降解组分含量,kg/m3;t为填埋时间,年。

对式(1)求积分,得下式:

Ct=C0e-kt (2)

其中,t为填埋时间,年;Ct为t时刻垃圾中可生物降解成分的含量,kg/m3;C0为t=0时垃圾中可降解成分的含量,kg/m3;k为垃圾体中可生物降解组分降解速率常数,年-1。

本文根据式(2)和试验测得系列卫生填埋场不同填埋时间垃圾体中可生物降解物含量值(ti,ci),按照最小二乘法对卫生填埋场可生物降解组分变化模型的参数进行估计,得出卫生填埋场可生物降解组分变化模型的参数(见表2)和可生物降解组分含量的变化曲线。

拟合结果为:

CBDM=12.735e-0.067t (3)

2.3 模型的检验与评价

为验证建立的卫生填埋场可生化降解组分含量变化模型的准确性和可靠性,将模型(式(3))代入时间值进行反演计算,垃圾体中可生化降解组分含量的反演结果与试验过程中的测试值相比较,其结果见图1。

从反演结果看,卫生填埋场可生化降解组分含量变化的试验值和模型(式(2))计算值总体相差不大,表明建立的模型基本反映了卫生填埋场中可生化降解组分含量的变化过程和趋势。

3 可生物有机垃圾降解应考虑的因素

1)垃圾的组成特性。菜类及食品类含量较大的垃圾其降解速度较快,垃圾中的塑料、橡胶等高分子材料的降解则非常慢,而且垃圾中的硫酸盐和重金属离子还有抑制垃圾分解的作用。研究表明[4]:向垃圾中加入营养元素N,P和K盐,可以不同程度地加快垃圾的降解。2)垃圾的填埋方式。垃圾填埋高度和较大的压实密度可以抑制有机物的降解,填埋后不加覆盖土的垃圾比加覆盖土的垃圾降解快,垃圾破碎后,其降解速度也加快。因此,填埋时应采取好氧或准好氧填埋方式且破碎后再填埋。3)填埋场的水文气象。一般来说,在寒冷的环境中有机物的降解慢,温暖的气候有利于垃圾中有机物的降解,当垃圾处于41 ℃时,有机物降解最快。垃圾的湿度对有机物的降解也有一定的影响,含水量高的垃圾比含水量低的垃圾降解快。一般认为,当垃圾的含水量高于60%时,垃圾就能有效地分解。4)微生物的种类。在垃圾降解过程中,好氧菌、真菌、产甲烷菌、纤维素分解菌等均起着重要作用,如果控制适当的条件,使不同降解阶段的微生物优先大量繁殖,则会加速垃圾中有机物的降解。

4 结语

通过对生活垃圾填埋场可生物降解组分在垃圾体中的含量随填埋时间变化的研究表明:随着填埋时间的延长,垃圾体中可生物降解物质含量逐渐降低,呈一级负指数规律衰减(CBDM=12.735e-0.067t)。垃圾土中有机物的自然降解是比较缓慢的,因此,为加快填埋场的稳定化速度,增强填埋场的稳定性,应针对影响垃圾中可生物降解物降解的主要因素,采取适当的工程措施。

参考文献

[1]H.Belevi,P.Baccini.Longterm behaviorof municipal solid wastelandfills[J].Waste Management&research,1998(7):43-56.

[2]何品晶,邵立明.城市生活垃圾BDM测定方法的特性及应用[J].环境卫生工程,1994(2):27-29.

[3]王罗春.城市生活垃圾填埋场稳定化进程研究[D].上海:同济大学环境工程学院博士学位论文,1999:27-29.

[4]Aziz A.The critical thickness of insulation[J].Heat TransferEng,1997,18(2):61-91.