生物表面活性剂复配行为及在疏水性有机污染修复中的应用

摘要

表面活性剂增效修复是一种很有前途的去除土壤及地下水中疏水性有机污染物技术。相比于化学合成表面活性剂，生物表面活性剂具有高表（界）面活性、低临界胶束浓度（CMC）、低毒、易于生物降解等特点，在疏水性有机物污染场地修复中具有良好的应用潜力。在实际应用中，往往将不同类型表面活性剂复配，利用混合表面活性剂较单一表面活性剂所具有的更强的增溶能力和更好的胶体稳定性，来提高修复效率，降低修复成本。但目前缺乏对生物表面活性剂特别是其复配体系所形成胶束结构和胶束基本性质的认识，限制了应用生物表面活性剂及其复配体系增溶洗脱疏水性有机物的深入研究，因而难以指导生物表面活性剂及其复配体系在疏水性有机污染场地的应用。
　　本论文在选育槐糖脂生物表面活性剂高产菌和确定槐糖脂主要理化性质的基础上，综合应用稳态荧光探针法、表面张力法、动态激光散射法和低温透射电镜等方法，系统研究了非离子生物表面活性剂槐糖脂与阴离子生物表面活性剂鼠李糖脂复配体系的胶束形态、胶束结构及热力学和动力学性质，进而探讨了该复配体系对多环芳烃（PAHs）污染土壤增效修复作用及其机制，并应用均匀设计法，开发出以糖脂类生物表面活性剂和非离子的山梨醇酯类表面活性剂复配体系为主体的环境友好型溢油分散剂。论文主要研究结果可归纳如下：
　　1.筛选出槐糖脂生物表面活性剂高产菌，确定了该菌株利用不同碳源所产槐糖脂同系物的组成和主要理化性质，优化了该菌株利用不同底物发酵制备槐糖脂的培养基组成。
　　（1）从含油废水中筛选出生物表面活性剂高产菌O-13-1，经18S rDNA测序鉴定为假丝酵母菌（Starmerella bombicola），所产生物表面活性剂经薄层层析（TLC）、红外光谱（FT-IR）及液质联用（HPLC-MS/MS）确定为槐糖脂同系物。该菌株以葡萄糖为水溶性底物和以油酸、菜籽油、棉籽油和煎炸废油等脂溶性底物为双碳源发酵时，产物均为含多种自由酸型和内酯型槐糖脂同系物，而内酯型同系物为主要成分，在槐糖内酯中均以脂肪烃链为单不饱和的十八烯酸（C18:1）结构为主，如ω-1型17-L-[(2'-O-β-D-吡喃葡萄糖基-β-D-吡喃葡萄糖基)-O-]-十八烯酸-1',4

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第一章 文献综述

1.1 引言

1.2表面活性剂的增溶作用及在疏水性有机物污染场地修复中的应用

1.3生物表面活性剂及在疏水性有机污染场地修复中的应用

1.4表面活性剂的复配及其对疏水性有机物污染场地的增效修复

1.5小结及存在的主要问题

1.6论文研究目的和基本思路

第二章 槐糖脂生物表面活性剂产生菌的筛选、结构鉴定及理化性质

2.1实验材料和方法

2.2实验结果和讨论

2.3本章小结

第三章 菌株O-13-1发酵制备槐糖脂廉价底物优选和培养条件优化

3.1实验材料和方法

3.2实验结果和讨论

3.3本章小结

第四章 槐糖脂与鼠李糖脂生物表面活性剂复配体系的胶束化行为

4.1实验材料和方法

4.2实验结果和讨论

4.3本章小结

第五章 生物表面活性剂复配体系协同增溶洗脱PAHs及影响因素

5.1实验材料和方法

5.2实验结果和讨论

5.3本章小结

第六章 生物表面活性剂复配体系在溢油分散剂中的应用

6.1实验材料和方法

6.2实验结果和讨论

6.3本章小结

第七章 结论与认识

7.1主要结论和创新点

7.2有待进一步研究的问题和展望

参考文献

附录

致谢

个人简历

在学期间发表的学术论文与研究成果