甲醛降解菌文献综述.docxVIP

科研训练论文(文献综述)题 目：甲醛降解菌的研究学生姓名：宋诚诚学 号：201220513056学 院：化工学院班 级：生物工程专业 12-1班2016 年 1 月甲醛降解菌的研究学生姓名：宋诚诚 指导教师姓名：王翠艳内蒙古工业大学化工学院，呼和浩特，010051 摘 要目前甲醛仍然是被最广泛应用的工业原料，随着甲醛污染的不断增加，筛选具有良好降解性能的细菌，对处理甲醛的环境污染具有越来越重要的的应用前景。分离筛选具有高效降解甲醛的微生物， 对消除甲醛污染、 净化环境及社会可持续发展具有重要的现实意义。本文对甲醛降解菌进行综述，为进一步提高甲醛降解菌的应用提供借鉴。甲醛污染是环境污染治理研究的热点之一，而通过微生物法降解甲醛，可以避免成本高、能耗高、甲醛降解不彻底，以及引起二次污染等缺点，是近几年新兴起的一种除甲醛的方法，备受国内外研究者的关注。本论述首先对甲醛的概念及其理化性质进行了简单介绍，然后归纳了目前已知的甲醛污染的来源、治理和检测方法，之后对影响甲醛降解率的具体因素进行了介绍，最后总结了国内外的研究现状并进行了展望。关键词：甲醛降解菌；环境污染；降解率；甲醛污染AbstractThe formaldehyde is still is the most widely used industrial raw material, with increasing formaldehyde pollution, screening with good degradation bacteria, on treatment of formaldehyde pollution has become more and more important application prospect. Isolation and screening of microorganisms with high degradation of formaldehyde, the elimination of formaldehyde pollution, purification environment and sustainable social development has important practical significance. This article carries on the summary to the formaldehyde degrading bacteria, in order to further improve the application of formaldehyde to provide reference.Formaldehyde pollution is one of the hot topics in the study of environmental pollution control, and through the microbial degradation of formaldehyde, can avoid the high cost, high energy consumption, degradation of formaldehyde is not complete, and cause secondary pollution and other shortcomings is in recent years the rise of new a method of removing formaldehyde, much attention of researchers at home and abroad.Discussion of the first the concept of formaldehyde and its physicochemical properties were introduced, and then summarizes the currently known formaldehyde pollution sources, control and detection method. After the specific factors affecting the degradation rate of formaldehyde was introduced. Finally, the paper summarizes the research status at home and abroad and the prospect.Key words：Formaldehyde degrading bacteria;environmental pollution; degradation rate; formaldehyde pollution目 录引 言1第一章 甲醛概念及相关简介21.1甲醛概念简介21.2甲醛的应用3第二章 甲醛污染的来源及治理32.1室内甲醛污染的来源和治理方法32.1.1来源32.1.2甲醛污染治理方法32.2甲醛检测方法3第三章 影响甲醛降解率的因素43.1甲醛浓度43.2接种量43.3温度43.4摇床转速43.5 PH值4第四章 研究现状54.1国内外研究现状5展 望6参考文献7引 言目前处理含甲醛废水的方法主要有化学反应法、物理吸附技术、臭氧负离子技术、纳米光催化技术、等离子技术和植物净化等。但以上各方法由于存在药剂消耗量大、运转费用高等缺点，限制了它们的普遍应用，仅停留在实验研究阶段。而生物法降解甲醛具有降解效果好、投资费用低、占地面积小、工艺流程简单、无二次污染等优点而迅速成为国内外研究的热点，有关甲醛生物法处理研究已见诸多报道2。但对降解甲醛的微生物菌种研究较少。因此，研究分离筛选具有高效降解甲醛的微生物，对消除甲醛污染、净化环境及社会可持续发展具有重要的现实意义。本文首先对甲醛的概念、理化性质和甲醛在日常生活中的应用进行了介绍，然后本文归纳了目前已知的甲醛污染的来源、治理和甲醛的检测方法，之后文章对影响甲醛降解率的具体因素经行了介绍，研究得出结论在对数生长期降解速率最高，甲醛浓度、pH 值、培养温度、摇床转速等因素对降解速率的影响。最后介绍了国内外的研究现状并对具体影响降解速率的因素进行了总结。第一章 甲醛概念及相关简介1.1甲醛概念简介甲醛(Formaldehyde)，又名蚁醛，是一种最简单的醛类，化学式为HCHO，分子量为30.03，气体凝结点- 1 1 8 ，沸点 - 1 9 。与空气相对密度非常接近。甲醛在常温下是气态，是一种无色，有强烈刺激性气味的气体1。甲醛分子结构中存在羰基氧原子和氢原子，化学性质非常活泼，能与许多化合物进行反应。易溶于水、醇和醚，其溶解过程为放热反应，通常以水溶液形式出现，3540的甲醛水溶液叫做福尔马林，是医学上常用的防腐剂3。1.1.1相关理化性质甲醛是一种重要的化学中间体 ,也是一种高挥发性有机气体(VOCs)。由于甲醛具有较强的黏合性，还具有加强板材的硬度及防虫、防腐等功能，因此常用其合成粘合剂，广泛应用于工业品制造行业4。随着建筑材料、装潢材料、涂料及粘结剂等的大范围使用，甲醛废气大量进入人们的日常生活、生产中。甲醛是一种原生毒素，能与蛋白质结合，其主要危害表现为对皮肤黏膜的刺激作用。人体接触后能引起呼吸道水肿、眼刺激及头痛。同时甲醛是一种致敏原，当皮肤直接接触甲醛时，可引起过敏性皮炎、色斑及坏死。吸入高浓度甲醛还会诱发支气管哮喘。甲醛还是一种基因毒性物质，能引起口腔癌、皮肤癌、肺癌、白血病等多种疾病。由于甲醛的毒性和对人体极强的毒害作用，因此它在我国有毒化学品优先控制名单中高居第二位。据统计，现代人约有80%的时间是在室内度过的，室内空气质量的好坏直接关系到人们的身体健康。在室内空气污染中，甲醛作为主要污染物之一，已引起人们的广泛关注。我国在GB/T18883-2002室内空气质量标准中，规定甲醛标准限值为0.1 mg/m3。然而，在装修后的住宅、办公室、会议室等处，甲醛含量往往严重超标。因此，找到一种安全有效的室内甲醛降解方法显得尤为重要。1.2甲醛的应用甲醛作为消毒剂被广泛应用于卫生、 水产行业，作为有机溶剂被广泛应用于化工、 医药、 有机合成、合成橡胶、 油漆、 涂料、 塑料、 制革、 纺织及木材粘合剂生产过程等行业。因此， 含甲醛废水来源较广。研究表明， 甲醛具有强烈致癌和促癌作用， 且对生物有较强的危害和抑制作用。所以， 世界各国对水体中的甲醛含量都做出了严格限制。我国地表水环境质量标准 规定集中式生活饮用水地表水源中甲醛含量不得高于 0. 9 mg/L ， 污水综合排放标准 规定二级排放污水中甲醛含量不得高于 2 mg/L。此外， 甲醛还能与微生物体内蛋白质、 DNA 和 RNA 直接起反应， 抑制微生物活性甚至导致其死亡。有文献报道甲醛浓度高于100 mg/L 时， 甲醛专属菌活性仅为原有活性 10%， 超过 200 mg/L 后微生物活性几乎完全受到抑制5。第二章 甲醛污染的来源及治理2.1室内甲醛污染的来源和治理方法2.1.1来源（1).建筑和装饰材料。 （2).烟叶和燃料的不完全燃烧。 （3).食物。 （4).室外的工业废气、光化学烟雾、汽车尾气等。2.1.2甲醛污染治理方法通风换气式净化方法、控制温湿度、植物净化、物理吸附技术、臭氧氧化、光催化技术、空气负离子技术、常温催化氧化技术、生物技术等。2.2甲醛检测方法 目前常用的甲醛检测方法有：分光光度法、色谱法、电化学法、化学发光法等。第三章 影响甲醛降解率的因素3.1甲醛浓度研究发现甲醛浓度增加可在一定浓度范围促进菌株对甲醛的降解，超过此浓度临界值后，降解甲醛趋势处平稳状态，随后大幅度下降。究其原因可能是在以甲醛为唯一碳源和能源的培养基中，随着甲醛浓度的增加，细菌大量繁殖，促使降解率不断提高；但当甲醛浓度持续增加时，高浓度的甲醛可能影响了菌株的细胞渗透压，阻隔菌体与O 2 接触，导致菌体生长受到抑制，甲醛降解率趋于平稳；当甲醛浓度达一定值时，可能导致菌体大量死亡，从而使降解率骤然下降。3.2接种量 研究发现前期降解率较低的原因可能是接种量较少生物量低，从而导致降解率不高，当接种量超过某一浓度后降解率会不断下降，究其原因在于接种量过大，摇瓶O 2 有限，阻碍了菌体的快速繁殖，从而使降解率不断下降。3.3温度微生物对甲醛降解都是一些酶催化的反应，在温度较低时，随着温度的升高， 酶的活性不断增大，因而甲醛降解率不断提高，但当超过一定温度时，酶的活性又开始降低，甲醛降解率也即随之下降。因此，菌株最适宜生长温度在2530。3.4摇床转速一定含量的溶解氧有利于微生物的生长，因而可加快生物降解速率。当溶解氧水平上升至一定程度，即使供氧量继续增加( 即摇床转速 150 r/min) ，其对甲醛降解率进一步上升也影响不大，甚至出现下降情况。产生这种情况的原因可能是过高的氧分压对微生物产生了一定毒性作用。3.5 PH值菌株降解甲醛最适合pH值是6 7，甲醛降解率最高可达 89. 38%; 当 pH 值低于6或者高于7时，甲醛也都能维持较高降解率，最低也可达77. 68%，但总体上菌株适宜 pH 值是偏弱酸性。因一般的甲醛废水pH 值都在6 8之间。第四章 研究现状4.1国内外研究现状迄今国内外报道的甲醛降解菌的甲醛最高浓度为7500 mg/L ，其他筛选的甲醛降解菌均存在甲醛耐受浓度和降解活性都还不够高、降解速度慢等缺点，影响其实际应用。如 Sawada 等筛选的甲醛降解真菌可在 8 h 内完全降解 350 mg/L 的甲醛，每克干菌丝可降解14.3 mg/h甲醛；而Mirdamadi等筛选的菌株 OSS 对于含5 920 mg/L 浓度的甲醛废水，72 h 内的去除率为 70%，无法完全降解甲醛。因此，筛选出能快速降解高浓度甲醛的降解菌是进行强化应急处理的关键。目前，发现有甲醛代谢能力的主要为甲基营养型细菌，也有一些真菌和非甲基营养菌。国内关于甲醛降解菌的报道较少。黄赛花等人分离了一株降解甲醛的真菌 Aspergillus flavus H4，它能在 144h 内降解 99.7%的初始浓度为 1.241 g/L 的甲醛。国外关于甲醛降解菌的文献报道相对较多。N.Adroer 等分离的 P. putida A2能在 1.25 小时内降解 380 mg/L 的甲醛。Yamazaki 等分离的 DM-2 的甲醛降解能力为 45 mg/Lh 。Marta Eiroa 等分离的反硝化细菌能在 4 天内将 1.36 g/L 的甲醛完全去除，硝化细菌能在 24h 将 3.89 g/L 降解完全。Mirdamadi 等分离的 P. pseudoalcaligenes OSS 在 24 h 内将 3 700 mgL-1的甲醛完全去除，培养 72 h 后能将 5920 mgL-1的甲醛消耗掉 70%。Kondo 等从土壤中的一株甲醛耐受真菌Aspergillus nomius IRI013，它能生长在甲醛最高浓度为 4.5 g/L 的培养液里并将其完全消耗。Iwahara Masayoshi 等分离的 Paecilomyces sp.no.5 是目前文献中甲醛耐受浓度最高的甲醛降解菌，能在甲醛初始浓度为 20 g/L 的培养液中存活，并在 20d 内将其完全降解3。本研究旨在通过对甲醛降解菌进行综述，为进一步处理甲醛污染问题奠定基础，为甲醛降解菌的筛选提供研究方向，为进一步提高甲醛的应用提供借鉴。展 望通过综述不难发现，甲醛污染是环境污染治理研究的热点之一，目前防治室内甲醛污染的方法有不少，但是大多数方法都存在一定的缺点，而通过微生物法降解甲醛，可以避免成本高、能耗高、甲醛降解不彻底，以及引起二次污染等缺点，是近几年新兴起的一种除甲醛的方法，备受国内外研究者的关注。本综述为进一步处理甲醛污染问题奠定基础，为甲醛降解菌的筛选提供研究方向，为进一步提高甲醛降解菌的应用提供了借鉴。 本综述旨在对目前筛选甲醛降解菌的方法进行总结与展望，为甲醛降解菌进一步的应用提供借鉴。以后可以多从微生物的方面研究一下甲醛降解菌的筛选，另外对于甲醛生物降解反应器的研究可以更深入，真正设计出一种实用、安全、高效的室内甲醛净化装置 。 参考文献1刘宇，张子重室内空气中甲醛的去除J暖通空调，2005，32(10)2陈晓飞，冯 菲，孙玉飞，王雪妍，周伏忠.一株甲醛降解菌的分离鉴定及其降解特性分析J.河南科学，20153金晶.甲醛降解菌筛选、关键酶基因克隆表达和固定化细胞降解特性的研究D.20114邵明坤胶合板甲醛释放机理及降低措施J淮阴工学院学报，20035袭著革，李官贤室内建筑装饰装修材料与健康M.北京化学工业出版社，20056吴忠标，赵伟荣室内空气污染及净化技术M北京：化学工业出版社，20057张国荣，张代羿室内空气中甲醛污染与防治措施J丹东纺专学报，20038李莉，李凤霞，孔凡玲.装修房间甲醛浓度的监测分J环境与健康杂志，20029徐云，金 晶，郑 重. 高活性高耐受甲醛降解菌株的分离鉴定及降解条件研究J环境科学，201010张绍原，吴玉霞，郑 豪.纳米Ti O2光催化降解空气中甲醛的研究J浙江建筑，201011刘艳丽，陈能场，周建民.观赏植物净化室内空气中甲醛的研究进展J工业催化，200812孙瑶毅. 甲醛有害气体治理的研究进展J化工科技市场，200413饶荣水，崔文勇，李开元.室内甲醛降解的实验研究J洁净与空调技术，200514 李晶平, 鲁统布, 陆慧玲. 甲醛毒性及其常用检测方法J. 中山大学研究生学刊: 自然科学、医学版, 2006,26(1): 34-38.15 梁建聪, 郭云霞, 容学军. 甲醛污染来源及防治措施J.广西轻工业, 2009, 25(3): 100-101.16 牛凤兰, 宋德锋, 陈林, 等. 环境中甲醛污染来源及检测方法新进展J. 上海预防医学, 2009, 21(9): 453-455.17 王文超, 周仕学, 姜瑶瑶, 等. 室内甲醛污染治理技术的研究进展J. 环境科学与技术, 2006, 29(9): 106-108.18 徐仲均, 程足芬, 林爱军, 等. 活性污泥对甲醛废水的净化性能J. 环境工程学报, 2008, 2(9): 1173-1176.19 谢文娟, 王洁, 孙佩石, 等. 高效降解甲醛菌株的分离鉴定及其特性J. 微生物学通报, 2011, 38(11): 1626-1631.20 徐云, 金晶, 郑重, 等. 高活性高耐受甲醛降解菌株的分离鉴定及降解条件研究J. 环境科学, 2010, 31(10):2481-2486.21 Mirdamadi S, Rajabi A, Khalilzadeh P, et al. Isol