分子印迹聚合物结合微生物降解水中双酚a研究.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
分子印迹聚合物结合微生物降解水中双酚A的研究
姓名:谢亚婷
申请学位级别:硕士
专业:劳动卫生与环境卫生
指导教师:吕斌
2011-01
华中科技大学硕士学位论文

中文摘要
双酚 A(bisphenol A,BPA)作为酚类环境雌激素中的代表物质,大量用于食品
包装、奶瓶等塑料制品中,广泛存在于水体和土壤中,易于迁移,并通过食物链进行
生物富集。大量研究显示,酚类环境雌激素可干扰人或动物内分泌、生殖、免疫和神
经系统的正常功能,可能与人类与激素相关肿瘤发病率增加、男性精子数目及活性下
降等有关。此类化合物结构稳定,生物降解能力弱,在环境中浓度低,所以目前酚类
环境雌激素污染物的处理仍缺乏有效的方法。
分子印迹技术是制备对某一特定靶分子具有选择性识别能力的聚合物的技术。分
子印迹聚合物由于其构效预订性、特异识别性、广泛实用性等特点,目前在临床药物
分析、环境分析等许多领域均得到广泛应用。
本文以酚类环境雌激素中的 BPA 为代表分子,利用沉淀聚合法,合成 BPA 分子
印迹微球(BPA-MIPMs),并将 BPA-MIPMs 和生物降解相结合,建立一个高效降解
环境水体中酚类雌激素污染物的新方法,主要内容如下:
一、以 BPA 为模板分子,采用沉淀聚合法合成分子印迹微球,并对聚合物的形态、
选择性和结合特征进行评价。结果表明,合成的印迹聚合物为单分散的微球,直径约
为 µm。MIPMs 和 nMIPMs 的最大结合容量 Bmax 分别为 mg/g 和
mg/g ,BPA 和结构类似物双酚 C(BPC)、双酚 Z(BPZ) 和 4-羟基苯乙酮(HAP)
的印迹因子(imprinting-induced promotion of binding,IPB)值分别为 318、221、214 和
183%。
二、驯化能高效降解 BPA 的活性污泥,以驯化成熟的活性污泥为研究对象,以温度、
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pH 值、供氧量为主要因素,每一个因素取 4 个水平,按正交表 L16(4 )进行 BPA 降解
试验,获得活性污泥降解 BPA 的适宜条件。通过正交试验得出活性污泥对 BPA 降解
的较优条件为摇床转速 150r/min,pH 值为 7,温度为 35℃。
三、联合应用 BPA-MIPMs 与活性污泥降解水中的 BPA,BPA-MIPMs 的特异性吸附作
用可有效提高底物浓度,从而提高活性污泥对 BPA 及其代谢产物 HAP 的降解效率。
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MIPMs 对活性污泥降解的促进作用在不同影响因素下(10mg/L AgNO3、HgCl2、腐植
酸)以及环境水体中(湖水、江水)更为明显。且 MIPMs 在低浓度环境水体中(20µg/L)
更易于发挥其对活性污泥生物降解的促进作用。MIPMs 比非特异性吸附剂(活性炭)
更适合用于 BPA 生物降解。

关键词: 分子印迹微球;酚类雌激素污染物;双酚 A;活性污泥

























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Abstract
Bisphenol A (BPA) is a widely used intermediate in the production of polycarbonate
plastics and epoxy resins. As one of the most ubiquitous environmental estrogen disruptors,
BPA can cause adverse health effects on ecosystems and on human being by mimicking or
interfering hormonal activities to affect growth, development, and reproduction. The health
impacts of BPA may be cumulative and are irreversible, endangering the sustainable
development of humans. Even trace BPA produces adverse effects on aquatic
trace phenolic environmental estrogens ar