找到40项技术成果数据。
找技术 >新型纤维素生物质高效降解辅助因子
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
针对木质纤维素生物质降解中底物结构复杂以及纤维素的结晶结构导致其酶解效率低、成本高的问题,本项目开发了一种新型纤维素生物质高效降解辅助因子的制备方法及其应用,该辅助因子为来源于黑曲霉的胞外 AA9 家族多糖单加氧酶(LPMO)。 本项目主要技术内容包括:克隆表达本课题组发现的来源于黑曲霉的 7个潜在的AA9家族LPMO 编码基因,通过研究它们的结构与功能域组成,解析其结合与催化活性位点,构建氧化产物谱,揭示其氧化裂解纤维素多糖链的分子机制,解析其与纤维素酶的协同作用机制,制备纤维素生物质高效降解酶系。 本项目的技术特点:项目研究发现该辅助因子可单独作用于纤维素类底物,对其糖苷键进行 C1位氧化切割产生还原糖,该酶与商品纤维素酶协同作用,可分别将商品纤维素酶诺维信Ctec2 降解微晶纤维素和草粉的还原糖产量提高1-2 倍,从而大大降低纤维素生物质的酶解成本。黑曲霉LPMOs 可有效破坏植物细胞壁纤维素,表明其可作为木质纤维素生物质的高效降解酶系的重要有效组分,本项目的研发成果为揭示纤维素生物质的高效降解机制奠定基础,并为最终高效降解酶系的复配提供指导,项目开发的新型纤维素生物质高效降解辅助因子在生物能源和生物基化学品工业中具有很大的应用潜力和经济效益,对可再生资源纤维素生物质的有效利用并早日实现造福于人类社会有着非常重要的意义。
合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法,包括如下步骤:取4-5千克模拟钻屑加入1300-1400ml的合成基钻井液中进行混合,再加入4-5千克的表层土,然后加入已准备好的有机质2.5千克,最后加入1.5-2.5克肥料,定时通风,温度保持在20oC,定时浇水、混合,每天监测温度和相对湿度,最后用红外分光光度法测定总石油烃TPH值小于1%,说明合成基钻井液及钻屑已生物降解。采用本方法降解后,合成基液的芳烃含量小于1%,对环保不会造成伤害,并且生物降解后的合成基钻井液和钻屑可耕种土壤。
化学农药的微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
化学农药的使用为农业生产作出了重要贡献,然而,由于过量和不正确使用化学农药导致了严重的环境污染、生态系统破坏和农产品质量下降等问题,引起了人们的广泛关注.微生物种类繁多、代谢途径多样、降解各种有机物能力强,在化学农药的降解和修复方面发挥着关键作用.因此,了解化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类、代谢途径和降解关键酶(基因)等具有非常重要的理论意义和指导价值.该项目从全国各地各类农药污染样品中分离、筛选到有机磷、有机氯、有机氮类杀虫剂、杀菌剂和除草剂等各类化学农药降解菌株150多株,其中23株为首次报道从该属(genus)中分离获得该种农药的降解菌株,17株菌株在分类地位上属于新种(novel species) (Int J Syst Evol Microbiol,2010,60(2):408-412),表明化学农药降解微生物菌种资源存在丰富的多样性,也拓宽了对农药降解微生物多样性的认识.阐明了氯氰菊酯、丁草胺、氰氟草酯、三唑磷、乐果、水胺硫磷、甲胺磷、百菌清、噻嗪酮、呋喃丹、多菌灵、乳氟禾草灵、氯嘧磺隆、氟磺胺草醚、敌稗等20余种农药的微生物降解途径,其中首次报道的农药微生物代谢途径10条(FEMS Microbiol Lett,2007,271(2):207-213;Chemosphere, 2010,81(5):639-44;FEMS Microbiol Lett,2009,296(2):203-209;J Agric Food Chem,2010,58(17):9711-9715;Journal of Hazardous Materials,2011,196;412-419).克隆到一个新的菊酯类农药的酯酶基因pytH(蛋白的同源性最高为24%),该酯酶PytH对氯氰菊酯、氯菊酯的降解没有顺反异构选择性,对甲氰菊酯、氰戊菊酯没有手性选择性,不同于以往报道的菊酯水解酶(Applied and Environmental Microbiology,2009,75(17): 5496-5500).克隆到一个全新的百菌清水解脱氯酶基因chd(在氨基酸水平上最高同源性只有29%),该水解脱氯酶Chd在纯水中就能进行水解脱氯反应,是国际上第一个报道的不依赖于CoA和ATP的氯代芳香族化合物的水解脱氯酶.Chd属于金属-β-内酰胺酶超家族,不含有以前报道的氯代烷烃的水解脱氯酶的催化三联体Asp-His-Asp/Glu,其催化机制不同于以往的水解脱氯酶的催化机制(Journal of Bacteriology,2010,192(11):2737-2745).首次报道卤代苯类化合物水解脱卤酶基因chd的水平转移现象,并证明chd基因的水平转移的生态学意义是将百菌清转化为毒性较小的4-羟基百菌清,有助于微生物群落快速适应高浓度百菌清污染的环境(Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77(12): 4268-4272).将Cre/loxP定点重组系统和重叠延伸PCR技术结合建立了一套快捷高效的革兰氏阳性农药降解菌株的基因组操作方法(Applied and Environmental Microbiology, 2008, 74(17): 5556-5562).该项目在阐明化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类多样性、代谢途径和降解关键酶等作出了重要贡献,受到了第三方的高度评价.在筛选到各类化学农药降解菌株中获得国家授权发明专利7项,在降解关键酶研究方面获得国家授权发明专利2项,代表性论文被Nucl. Acids Res、J Bacteriol、Appl Environ Microbiol、Evolutionary Applications、Critical Reviews Environmental Science Technology等高水平杂志引用70余次,受到正面高度评价.
基于自由基的有毒有害污染物降解技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境催化是环境保护和绿色化学最重要的科学与技术基础,也是催化领域发展最为迅速的学科方向之一。通过在研究理论和方法上的不断创新,环境催化必将成为解决环境污染问题的基础和关键。近年来,在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973计划)、浙江省自然科学基金等项目的资助下,项目以医化、染料等典型行业排放的有毒有害污染物的有效转化和降解为目标,采用基于自由基的催化技术将其转化为无/少污染或易降解物质。通过理论和材料创新,研制了新型高活性长寿命催化剂,在微观层面揭示了强化自由基催化活性的规律,开发了针对不同特征污染物的催化转化和降解工艺,丰富和发展了针对典型有机污染物的催化氧化技术理论和方法,为相关污染控制技术的工程应用奠定了基础。主要创新性研究成果如下: (1)实现了二氧化钛材料微结构和表/界面性质的精准调控,阐明了光催化剂微结构和表/界面性质对光催化性能的作用机制。首先探明了杂原子掺杂手段和原子种类对二氧化钛催化剂形态及表面活性粒子传质-反应过程的影响机制;证实了管状结构二氧化钛能增加催化剂表面活性位并提高传质速率、片状结构二氧化钛高比例(001)晶面有利于提高表面能以促进表面光催化反应、球状结构二氧化钛更高的晶化度和多层孔道结构有利于光生电子-空穴的分离;揭示了光催化反应过程活性位、活性粒子的生成及转化机制,为可见光催化降解技术的实际应用提供可靠的理论基础。 (2)开发了基于高级氧化技术的难生化有机废水处理新方法,揭示了催化氧化过程中活性物种的生成机制和关键影响因素。发现采用臭氧联用技术(O3/超声、O3/电絮凝、O3/紫外)可大大提高臭氧氧化能力,提升化工、染料等废水的处理效率;首次制备了稀土改性Al2O3催化剂用于非均相催化臭氧化,证实催化活性与稀土载量、表面羟基基团数量、催化剂比表面积正相关,而形貌和维数不是影响催化效果的决定因素;采用稳定、廉价的硫酸盐为氧化剂,建立了碳材料/过渡金属复合催化剂强化处理难生化废水,实现有机污染物预富集-氧化降解同步进行。为新型高级氧化技术的开发及其实际废水处理提供理论依据。 (3)通过表面改性和方法优化实现了高活性、长寿命催化电极材料的可控制备,揭示了污染物电催化氧化/还原过程的反应机理。率先发现Pr掺杂改性制得的Ti/SnO2-Sb/PbO2-Pr电极可促进电极氧空位和羟基自由基基团的生成,克服传统PbO2电极低电子利用效率、易溶出等缺点。创新地采用化学沉积法、脉冲沉积法等研制了系列脱卤电极,克服传统电极易中毒失活、产物难脱附等问题,实现多种卤代有机污染物的有效控制,为电催化脱卤的实际应用提供了科学依据。 本项目在相关领域发表SCI收录论文68余篇,被引用2147次。10篇代表作发表在Environmental Science & Technology (IF = 6.653),Journal of Physical Chemistry C (IF = 4.484),Journal of Hazardous Materials (IF = 6.434),Electrochimica Acta (IF = 5.116),Chemosphere (IF = 4.427)等高影响力期刊上。截至2018年11月29日,经Web of Science检索,被引用1009次,受到国内外同行的高度关注。此外,项目成果还获得授权国家发明专利4件,培养博士研究生8名,硕士研究生70余名。
高温降解污泥新技术
成熟度:可规模生产
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本公司主要采用的是环保、高效、特殊菌群对污泥进行快速破壁与机械脱水及高温菌群消解相结合的新技术,把污泥含水率降低至40%,脱水后的污泥进行高温菌群消解发酵,30分钟后臭味消除,2小时后钝化重金属,发酵启动快,堆积24小时后,堆体温度上升60~65℃,48小时后堆温达到70℃以上,95℃以下,此温度保持3天,物料腐熟快,使用该高温菌剂后,强烈分解功能使纤维素类物质等在自然条件下难分解的物质加速分解,同时物料腐熟彻底,臭味去除迅速,重金属得到有效的吸附及钝化,能使污泥快速减容,污泥的体积减量至原来的1/5左右。我公司此项整套技术已申报中华人民共和国国家知识产权局发明专利,专利号为201110199742.8。
一种秸秆渗漉降解装置
成熟度:正在研发
技术类型:实用新型
应用行业:制造业
技术简介
一种秸秆渗漉降解装置属于农业生产领域,包括收集桶、渗滤桶、喷头、回流管、旋转接头、支撑架和泵,渗滤桶放在收集桶里,渗滤桶的表面上开有小孔,其上端设有外边沿,外边沿能放置在收集桶的上端面,收集桶底部和渗滤桶底部有一定的距离;泵的进口端与收集桶底部相连接,泵的出口连接回流管,回流管通过支撑架与收集桶固定在一起,在回流管的上方装有旋转接头,喷头装在回流管出口。秸秆装在渗滤桶里,泵将收集桶底部的液体抽上来,通过喷头淋洗在秸秆上,然后液体又通过渗滤桶上的小孔流入到收集桶内,由此形成循环,改善了微生物发酵的供氧及营养条件,大大加强了微生物的降解作用,从而有效提升了秸秆的降解效率。
N-杂环环境有害物微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境污染是人类面临的严峻问题,环境保护与污染防治是实现国家经济和环境可持续发展战略的重要前提。高效降解环境中有害污染物的微生物制品研究,能够为环境保护与污染防治提供技术支撑。环境废弃物中所含的含N-杂环有机污染物等严重污染大气、水和土壤。微生物降解被认为是最有潜力的环境修复方法,因而,对此类有机污染物的微生物降解机理研究具有重要的科学意义和应用价值。微生物分解代谢是处理含N-杂环污染物最具潜力的手段。 本项目利用环境科学、生命科学、化学、计算科学等学科的研究手段,解决了N-杂环污染物微生物分解代谢的关键科学问题, (1)微生物分解代谢资源的挖掘和剖析; (2)微生物分解代谢资源与技术的整合,为改善环境、实现经济可持续发展提供支撑技术和创新源泉,主要发现点如下: 1. 建立和完善了从土壤、污水以及海洋等多种环境中发掘出功能型微生物资源的技术,同时对微生物基因组测序、注释、比较基因组分析,以及从微生物基因组中快速挖掘功能基因元件的研究平台。分离了数株对含N-杂环有机污染物如咔唑、尼古丁等降解效率较高的微生物,并完成了多株高效菌株的基因组序列测定,发现了多个降解相关新基因,这个庞大而丰富的微生物资源库为本项目奠定了坚实的基础。 2. 深度解析N-杂环污染物-尼古丁降解的分子机理,绘制了菌株S16尼古丁代谢的完整途径,首次从分子水平系统阐明了困惑科学家近60年的假单胞菌代谢尼古丁的吡咯代谢主途径的机制,发现该途径与人体代谢尼古丁的2’羟基化途径类似,将为难降解有机污染物微生物分解代谢机制的解析和相关生物资源有效利用提供指导和帮助。通过克隆尼古丁降解的调控蛋白NicR2,发现其包含helix-turn-helix (HTH) motif,但其结合DNA的方式却与β-片型调控蛋白类似,由此提出了一种新的HTH型调控蛋白结合DNA的模型。这项工作填补了假单胞菌代谢尼古丁的调控机制研究领域内空白,丰富了原核生物中转录调控蛋白的多样性,研究成果以封面论文在微生物学顶级期刊Mol. Microbiol.发表。此外,阐明了2,5-DHP双加氧酶和HSP羟化酶的催化机理,并解析了马来酸异构酶、N-甲酰马来酰胺酸脱甲酰基酶和马来酰胺酸脱氨基酶的结构,研究结果发表在国际微生物学和生物化学领域主流期刊如PLoS Genet.、Mol. Microbiol.、J. Biol. Chem.、J. Bacteriol.及Appl. Envrion. Microbiol.上。 3. 石油中含氮有机化合物在油品生产加工中可引起贵重的催化剂中毒,在油品储藏中有机氮化物的存在降低了油品的抗氧化稳定性,油品燃烧后有机含氮化合物以污染物NOx的形式排入大气。石油中含氮化合物包括吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚、咔唑等及其同系物,但主要为咔唑及其烷基衍生物。从国内多个省份及从石油污染地点采集的土样、水样通过富集培养方法,筛选得到多株咔唑降解菌,XLDN4-9及XLDN2-5。通过气质联用和高分辨质谱等手段,分析了XLDN2-5代谢咔唑的产物,在代谢物水平上勾勒了该菌株代谢咔唑的途径。克隆了菌株XLDN2-5代谢咔唑的上游基因簇,发现其基因簇与插入序列IS6100紧密相连,组成转座子结构。克隆了菌株XLDN2-5代谢邻苯二酚的咔唑降解下游基因簇,该基因簇的基因排列顺序与已报道的所有邻苯二酚降解基因簇都大不相同,是一个新型的邻苯二酚间位裂解基因簇。首次报道了将咔唑降解基因导入脱硫菌株中,并获得成功;构建的重组菌株可以同时有效地降解原油中的硫、氮杂环并不损失燃烧值。 在N-杂环环境污染物毒物的微生物分解代谢领域内,从“点”-调控、生化机理与结构生物学研究到“面”-氮杂环降解菌株筛选与研究,研究团队都做出了突出贡献。本项目发表SCI论文50多篇,大部分在应用与环境生物技术领域主流刊物如PLoS Genet、MM、Metab Eng、Green Chem、Sci Rep、JBC、JB、AEM、EST等。培养了美国国家发明家科学院(National Academy of Inventors, NAI)院士、美国医学生物工程院会士(American Institute for Medical and Biological Engineering, AIMBE)1名,中科院百人计划入选者1名,自然基金委优秀青年基金1名,上海市青年科技启明星1名,上海市浦江人才1名。实现了微生物代谢有害物资与环境修复工程基础的理论突破,为微生物降解环境有害物质的研究与应用提供支撑体系。
在超声辐射作用下聚合物的降解和接枝(嵌段)共聚
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
采用超声技术发展了一种合成具有指定性能的嵌段(接枝)共聚物的新方法,其中有数种难于用一般化学方法合成。并研究了五种高聚物在水和其它溶剂中的超声降解规律,利用生成大分子自由基的交叉共聚和引发单体合成了五种新的嵌段(接枝)共聚物,并用现代测试技术,对其作了结构分析和鉴定,结合油、气田的要求,对部分产物进行了性能测试。
农药残留微生物降解技术在茶叶上示范推广
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
项目主要研究内容:通过在松阳县建立1000亩茶园示范基地(其中核心示范区200亩),进行土壤及茶叶农药残留检测,推广使用农药残留降解菌剂,结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它园艺措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,并在全市推广应用。具体内容包括:基本情况调查,取样分析丽水茶园土壤及茶叶中农药、重金属污染及土壤肥力现状。根据土壤及茶叶中主要农药残留的问题,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂。针对茶园的实际环境进行应用条件试验,包括最佳用菌量、用菌时间及不同季节温度条件、不同农药浓度下的降解效果,进一步解决规模化推广应用技术问题,建立一套行之有效的土壤和茶叶中农药残留微生物修复操作规范。结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它农业措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,在全市推广应用。项目主要技术经济指标:主要技术指标:在全市取样收集土壤样本10000份以上,土壤肥力检测率100%,土壤中农药、重金属污染情况抽检率不低于2%,总结提交1份全市土壤农药、重金属污染现状报告,并提出有效治理措施。全面掌握示范基地土壤中农药、重金属污染情况,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂,使土壤环境符合绿色食品生产要求。在核心试验基地进行应用条件试验,并提交试验报告及检测报告。示范基地病虫防治次数减少4次以上,农药使用量减少20%以上,产量增加5%以上,生产的茶叶符合无公害茶叶标准或绿色食品标准。通过项目实施,三年内全市累计在茶叶上推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术20000亩次以上。主要经济指标:在松阳千亩示范基地,全年病虫防治不高于8次,比平均12次减少4次,农药成本减少20%以上。项目实施后,松阳千亩示范基地茶青产量比平均增加5%以上,每年每亩节本增效600元以上。松阳千亩示范基地推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术,按二年计,可实现农民增收成120万元以上。项目实施成果:在全市采集土壤样本12000份,在对其进行肥力检测的同时,抽取了200余个样本进行了农药、重金属检测,形成了重金属污染现状报告,并提出了治理措施;筛选出微生物修复菌株2个;明确了农药残留降解菌剂Sphingobium sp.LFJS3-9在茶叶上应用的最佳时间、用量和浓度,制定了农药残留微生物降解技术操作规程,发表论文1篇。在莲都、松阳建立了核心示范基地,两年累计辐射推广应用茶叶农残降解及配套技术3.5万亩,农药防治病虫害年减少5次,农药施用量减少23.5%。松阳千亩技术示范基地平均亩增经济效益648.2元,两年累计新增效益129.64万元。
白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂降解技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一. 邻苯二甲酸酯类塑化剂的危害性邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters, PAEs) 塑化剂是目前全球生产量最大的类塑化剂 (分子结构式见图1),每年产量约600万吨,其中邻苯二甲酸异辛酸酯 (DEHP) 是PAEs塑化剂使用量最大的一个品种 (占比 60%),其次是邻苯二甲酸甲酯 (DMP) 和邻苯二甲酸丁酯 (DBP)。PAEs类塑化剂作为潜在的人体内分泌干扰物、致癌物、诱变剂和致畸剂,即使在较低的浓度下也会损害生殖健康、引起基因突变等。有研究报道称当人体摄入PAEs 1.4×10-2 mg/kg/d就有致癌的风险。PAEs 还容易富集在人体内脏部位,引发肾毒性、神经毒性、肝毒性以及心脏毒性等。PAEs类塑化剂的危害性已经引起全世界广泛的关注,6种 PAEs 已经被我国、欧洲和美国的环保机构列为优先控制的污染物。二. 白酒中塑化剂来源以及限量标准白酒中塑化剂的来源包括:蒸酒时使用塑料管导酒或塑料桶装酒、运输或勾调中使用塑料管道或者塑料容器、贮存原酒的陶坛口密封用塑料布、酒瓶盖中的塑料内层(垫)等。此外,其他酿造过程中涉及到塑料制品均会引起塑化剂的迁移,以及粮食等酿酒原料受到土壤、水体等环境的中的塑化剂污染。液态法白酒或固液法白酒生产中使用的食用酒精和香精香料中塑化剂的污染也是白酒中塑化剂的一个来源。所有这些因素都造成塑化剂迁移进入白酒,诸多因素叠加增加了白酒中塑化剂含量。目前白酒中塑化剂限量标准执行《国家卫生计生委办公厅关于通报成人饮酒者 DEHP和 DBP 初步风险评估结果的函》(国卫办食品函[2013]283 号)文件,其中规定白酒产品DEHP 和DBP 的含量分别在 5.0、1.0mg/kg 以下时为合格。三. 目前使用的去除塑化剂的方法目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白酒产品品质。因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的技术。四. 白酒中塑化剂去除新方法---多肽模拟酶催化剂降解白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂天津科技大学食品科学与工程学院刘继锋课题组开展了多肽模拟酶催化剂PAEs塑化剂的研究,并开发了白酒中 PAEs 塑化剂降解去除技术,其原理是基于活性多肽材料选择目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选NoneNone择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白NoneNone酒产品品质因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的NoneNone技术None性结合并分解特定结构的塑化剂[图2]。五. 项目的工作基础 我们已经针对这些核心技术开展了系统的研究工作,建立了多肽结构设计的理论方法、多肽合成、降解反应器设计等方法,工作基础如下:建立了选择性降解不同塑化剂的多肽设计理论方法,我们已经建立了基于量子力学、分子力学为理论的多肽结构的设计方法,针对不同的塑化剂,例如DEHP、DBP、DMP 设计选择性结合和降解的多肽结构[图4],实现选择性去除塑化剂,同时避免白酒中风味物质的损失。该核心技术是我们课题组原创技术,也是项目的核心竞争力,难以被模仿。2. 研究了 10%乙醇含量中 DEHP的降解条件,设计了降解塑化剂的纤维素膜反应器 根据肽序列中氨基酸疏亲交替排列的原则设计了三条肽序列,将多肽模拟酶通过席夫碱反应共价固定在再生纤维素膜上,制备出了一种可高效降解 DEHP 的降解膜反应器。以 10%乙醇的体系为对象,研究降解条件和降解效果,发现制备的这种膜反应器,在中性、室温条件有效降解 DEHP,12 小时降解效率接近 90%,该反应器并显示出良好的稳定性和可重用性。图4. 多肽选择性结合DEHP、DBP、DMP示意图.。相关研究工作已经发表在专业学术期刊发表(J. Hazard. Mater., 2022, 428:128262, 2020, 389: 123873, 2020, 389: 122074, J. Mater. Chem. B, 2020, 8: 9601-9609,Chem. Commun., 2019, 55:13458-13461.)。图5. 固定了活性多肽的纤维素反应膜反应器应用于塑化剂催化降解示意图.六. 项目实施方案---白酒中塑化剂降解反应器的设计方案流程:⚫ 针对白酒中塑化剂的种类和含量确定需要降解的 PAEs,进行多肽设计,合成多肽;⚫ 并制备含有共价结合纤维素、多孔玻璃、泡沫金属钛化学基团的多肽序列;⚫ 在纤维素膜、多孔玻璃、泡沫金属钛上固定多肽,制备白酒中塑化剂降解反应器。图7. 白酒中塑化剂降解反应器拟使用的多肽结构(上)和固定多肽的(下)的纤维素膜(左)、多孔玻璃(中)、泡沫金属钛(右).七. 工作进度安排分为两个阶段:(一)初期阶段。⚫ 执行时间:3个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 设计出选择性降解 DBP、DEHP 的多肽模拟酶材料;2. 合成上述多肽模拟酶材料并进行实验筛选优化;3. 设计出小批量(1L/天)降解处理白酒中塑化剂的反应器验证性装置。(二)中期计划。执行时间10 个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 规模化合成多肽材料;2. 设计出大批量(1000L/天)降解处理白酒中塑化剂的中试规模反应器。
找到40项技术成果数据。
找技术 >新型纤维素生物质高效降解辅助因子
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
针对木质纤维素生物质降解中底物结构复杂以及纤维素的结晶结构导致其酶解效率低、成本高的问题,本项目开发了一种新型纤维素生物质高效降解辅助因子的制备方法及其应用,该辅助因子为来源于黑曲霉的胞外 AA9 家族多糖单加氧酶(LPMO)。 本项目主要技术内容包括:克隆表达本课题组发现的来源于黑曲霉的 7个潜在的AA9家族LPMO 编码基因,通过研究它们的结构与功能域组成,解析其结合与催化活性位点,构建氧化产物谱,揭示其氧化裂解纤维素多糖链的分子机制,解析其与纤维素酶的协同作用机制,制备纤维素生物质高效降解酶系。 本项目的技术特点:项目研究发现该辅助因子可单独作用于纤维素类底物,对其糖苷键进行 C1位氧化切割产生还原糖,该酶与商品纤维素酶协同作用,可分别将商品纤维素酶诺维信Ctec2 降解微晶纤维素和草粉的还原糖产量提高1-2 倍,从而大大降低纤维素生物质的酶解成本。黑曲霉LPMOs 可有效破坏植物细胞壁纤维素,表明其可作为木质纤维素生物质的高效降解酶系的重要有效组分,本项目的研发成果为揭示纤维素生物质的高效降解机制奠定基础,并为最终高效降解酶系的复配提供指导,项目开发的新型纤维素生物质高效降解辅助因子在生物能源和生物基化学品工业中具有很大的应用潜力和经济效益,对可再生资源纤维素生物质的有效利用并早日实现造福于人类社会有着非常重要的意义。
合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法,包括如下步骤:取4-5千克模拟钻屑加入1300-1400ml的合成基钻井液中进行混合,再加入4-5千克的表层土,然后加入已准备好的有机质2.5千克,最后加入1.5-2.5克肥料,定时通风,温度保持在20oC,定时浇水、混合,每天监测温度和相对湿度,最后用红外分光光度法测定总石油烃TPH值小于1%,说明合成基钻井液及钻屑已生物降解。采用本方法降解后,合成基液的芳烃含量小于1%,对环保不会造成伤害,并且生物降解后的合成基钻井液和钻屑可耕种土壤。
化学农药的微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
化学农药的使用为农业生产作出了重要贡献,然而,由于过量和不正确使用化学农药导致了严重的环境污染、生态系统破坏和农产品质量下降等问题,引起了人们的广泛关注.微生物种类繁多、代谢途径多样、降解各种有机物能力强,在化学农药的降解和修复方面发挥着关键作用.因此,了解化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类、代谢途径和降解关键酶(基因)等具有非常重要的理论意义和指导价值.该项目从全国各地各类农药污染样品中分离、筛选到有机磷、有机氯、有机氮类杀虫剂、杀菌剂和除草剂等各类化学农药降解菌株150多株,其中23株为首次报道从该属(genus)中分离获得该种农药的降解菌株,17株菌株在分类地位上属于新种(novel species) (Int J Syst Evol Microbiol,2010,60(2):408-412),表明化学农药降解微生物菌种资源存在丰富的多样性,也拓宽了对农药降解微生物多样性的认识.阐明了氯氰菊酯、丁草胺、氰氟草酯、三唑磷、乐果、水胺硫磷、甲胺磷、百菌清、噻嗪酮、呋喃丹、多菌灵、乳氟禾草灵、氯嘧磺隆、氟磺胺草醚、敌稗等20余种农药的微生物降解途径,其中首次报道的农药微生物代谢途径10条(FEMS Microbiol Lett,2007,271(2):207-213;Chemosphere, 2010,81(5):639-44;FEMS Microbiol Lett,2009,296(2):203-209;J Agric Food Chem,2010,58(17):9711-9715;Journal of Hazardous Materials,2011,196;412-419).克隆到一个新的菊酯类农药的酯酶基因pytH(蛋白的同源性最高为24%),该酯酶PytH对氯氰菊酯、氯菊酯的降解没有顺反异构选择性,对甲氰菊酯、氰戊菊酯没有手性选择性,不同于以往报道的菊酯水解酶(Applied and Environmental Microbiology,2009,75(17): 5496-5500).克隆到一个全新的百菌清水解脱氯酶基因chd(在氨基酸水平上最高同源性只有29%),该水解脱氯酶Chd在纯水中就能进行水解脱氯反应,是国际上第一个报道的不依赖于CoA和ATP的氯代芳香族化合物的水解脱氯酶.Chd属于金属-β-内酰胺酶超家族,不含有以前报道的氯代烷烃的水解脱氯酶的催化三联体Asp-His-Asp/Glu,其催化机制不同于以往的水解脱氯酶的催化机制(Journal of Bacteriology,2010,192(11):2737-2745).首次报道卤代苯类化合物水解脱卤酶基因chd的水平转移现象,并证明chd基因的水平转移的生态学意义是将百菌清转化为毒性较小的4-羟基百菌清,有助于微生物群落快速适应高浓度百菌清污染的环境(Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77(12): 4268-4272).将Cre/loxP定点重组系统和重叠延伸PCR技术结合建立了一套快捷高效的革兰氏阳性农药降解菌株的基因组操作方法(Applied and Environmental Microbiology, 2008, 74(17): 5556-5562).该项目在阐明化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类多样性、代谢途径和降解关键酶等作出了重要贡献,受到了第三方的高度评价.在筛选到各类化学农药降解菌株中获得国家授权发明专利7项,在降解关键酶研究方面获得国家授权发明专利2项,代表性论文被Nucl. Acids Res、J Bacteriol、Appl Environ Microbiol、Evolutionary Applications、Critical Reviews Environmental Science Technology等高水平杂志引用70余次,受到正面高度评价.
基于自由基的有毒有害污染物降解技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境催化是环境保护和绿色化学最重要的科学与技术基础,也是催化领域发展最为迅速的学科方向之一。通过在研究理论和方法上的不断创新,环境催化必将成为解决环境污染问题的基础和关键。近年来,在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973计划)、浙江省自然科学基金等项目的资助下,项目以医化、染料等典型行业排放的有毒有害污染物的有效转化和降解为目标,采用基于自由基的催化技术将其转化为无/少污染或易降解物质。通过理论和材料创新,研制了新型高活性长寿命催化剂,在微观层面揭示了强化自由基催化活性的规律,开发了针对不同特征污染物的催化转化和降解工艺,丰富和发展了针对典型有机污染物的催化氧化技术理论和方法,为相关污染控制技术的工程应用奠定了基础。主要创新性研究成果如下: (1)实现了二氧化钛材料微结构和表/界面性质的精准调控,阐明了光催化剂微结构和表/界面性质对光催化性能的作用机制。首先探明了杂原子掺杂手段和原子种类对二氧化钛催化剂形态及表面活性粒子传质-反应过程的影响机制;证实了管状结构二氧化钛能增加催化剂表面活性位并提高传质速率、片状结构二氧化钛高比例(001)晶面有利于提高表面能以促进表面光催化反应、球状结构二氧化钛更高的晶化度和多层孔道结构有利于光生电子-空穴的分离;揭示了光催化反应过程活性位、活性粒子的生成及转化机制,为可见光催化降解技术的实际应用提供可靠的理论基础。 (2)开发了基于高级氧化技术的难生化有机废水处理新方法,揭示了催化氧化过程中活性物种的生成机制和关键影响因素。发现采用臭氧联用技术(O3/超声、O3/电絮凝、O3/紫外)可大大提高臭氧氧化能力,提升化工、染料等废水的处理效率;首次制备了稀土改性Al2O3催化剂用于非均相催化臭氧化,证实催化活性与稀土载量、表面羟基基团数量、催化剂比表面积正相关,而形貌和维数不是影响催化效果的决定因素;采用稳定、廉价的硫酸盐为氧化剂,建立了碳材料/过渡金属复合催化剂强化处理难生化废水,实现有机污染物预富集-氧化降解同步进行。为新型高级氧化技术的开发及其实际废水处理提供理论依据。 (3)通过表面改性和方法优化实现了高活性、长寿命催化电极材料的可控制备,揭示了污染物电催化氧化/还原过程的反应机理。率先发现Pr掺杂改性制得的Ti/SnO2-Sb/PbO2-Pr电极可促进电极氧空位和羟基自由基基团的生成,克服传统PbO2电极低电子利用效率、易溶出等缺点。创新地采用化学沉积法、脉冲沉积法等研制了系列脱卤电极,克服传统电极易中毒失活、产物难脱附等问题,实现多种卤代有机污染物的有效控制,为电催化脱卤的实际应用提供了科学依据。 本项目在相关领域发表SCI收录论文68余篇,被引用2147次。10篇代表作发表在Environmental Science & Technology (IF = 6.653),Journal of Physical Chemistry C (IF = 4.484),Journal of Hazardous Materials (IF = 6.434),Electrochimica Acta (IF = 5.116),Chemosphere (IF = 4.427)等高影响力期刊上。截至2018年11月29日,经Web of Science检索,被引用1009次,受到国内外同行的高度关注。此外,项目成果还获得授权国家发明专利4件,培养博士研究生8名,硕士研究生70余名。
高温降解污泥新技术
成熟度:可规模生产
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本公司主要采用的是环保、高效、特殊菌群对污泥进行快速破壁与机械脱水及高温菌群消解相结合的新技术,把污泥含水率降低至40%,脱水后的污泥进行高温菌群消解发酵,30分钟后臭味消除,2小时后钝化重金属,发酵启动快,堆积24小时后,堆体温度上升60~65℃,48小时后堆温达到70℃以上,95℃以下,此温度保持3天,物料腐熟快,使用该高温菌剂后,强烈分解功能使纤维素类物质等在自然条件下难分解的物质加速分解,同时物料腐熟彻底,臭味去除迅速,重金属得到有效的吸附及钝化,能使污泥快速减容,污泥的体积减量至原来的1/5左右。我公司此项整套技术已申报中华人民共和国国家知识产权局发明专利,专利号为201110199742.8。
一种秸秆渗漉降解装置
成熟度:正在研发
技术类型:实用新型
应用行业:制造业
技术简介
一种秸秆渗漉降解装置属于农业生产领域,包括收集桶、渗滤桶、喷头、回流管、旋转接头、支撑架和泵,渗滤桶放在收集桶里,渗滤桶的表面上开有小孔,其上端设有外边沿,外边沿能放置在收集桶的上端面,收集桶底部和渗滤桶底部有一定的距离;泵的进口端与收集桶底部相连接,泵的出口连接回流管,回流管通过支撑架与收集桶固定在一起,在回流管的上方装有旋转接头,喷头装在回流管出口。秸秆装在渗滤桶里,泵将收集桶底部的液体抽上来,通过喷头淋洗在秸秆上,然后液体又通过渗滤桶上的小孔流入到收集桶内,由此形成循环,改善了微生物发酵的供氧及营养条件,大大加强了微生物的降解作用,从而有效提升了秸秆的降解效率。
N-杂环环境有害物微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境污染是人类面临的严峻问题,环境保护与污染防治是实现国家经济和环境可持续发展战略的重要前提。高效降解环境中有害污染物的微生物制品研究,能够为环境保护与污染防治提供技术支撑。环境废弃物中所含的含N-杂环有机污染物等严重污染大气、水和土壤。微生物降解被认为是最有潜力的环境修复方法,因而,对此类有机污染物的微生物降解机理研究具有重要的科学意义和应用价值。微生物分解代谢是处理含N-杂环污染物最具潜力的手段。 本项目利用环境科学、生命科学、化学、计算科学等学科的研究手段,解决了N-杂环污染物微生物分解代谢的关键科学问题, (1)微生物分解代谢资源的挖掘和剖析; (2)微生物分解代谢资源与技术的整合,为改善环境、实现经济可持续发展提供支撑技术和创新源泉,主要发现点如下: 1. 建立和完善了从土壤、污水以及海洋等多种环境中发掘出功能型微生物资源的技术,同时对微生物基因组测序、注释、比较基因组分析,以及从微生物基因组中快速挖掘功能基因元件的研究平台。分离了数株对含N-杂环有机污染物如咔唑、尼古丁等降解效率较高的微生物,并完成了多株高效菌株的基因组序列测定,发现了多个降解相关新基因,这个庞大而丰富的微生物资源库为本项目奠定了坚实的基础。 2. 深度解析N-杂环污染物-尼古丁降解的分子机理,绘制了菌株S16尼古丁代谢的完整途径,首次从分子水平系统阐明了困惑科学家近60年的假单胞菌代谢尼古丁的吡咯代谢主途径的机制,发现该途径与人体代谢尼古丁的2’羟基化途径类似,将为难降解有机污染物微生物分解代谢机制的解析和相关生物资源有效利用提供指导和帮助。通过克隆尼古丁降解的调控蛋白NicR2,发现其包含helix-turn-helix (HTH) motif,但其结合DNA的方式却与β-片型调控蛋白类似,由此提出了一种新的HTH型调控蛋白结合DNA的模型。这项工作填补了假单胞菌代谢尼古丁的调控机制研究领域内空白,丰富了原核生物中转录调控蛋白的多样性,研究成果以封面论文在微生物学顶级期刊Mol. Microbiol.发表。此外,阐明了2,5-DHP双加氧酶和HSP羟化酶的催化机理,并解析了马来酸异构酶、N-甲酰马来酰胺酸脱甲酰基酶和马来酰胺酸脱氨基酶的结构,研究结果发表在国际微生物学和生物化学领域主流期刊如PLoS Genet.、Mol. Microbiol.、J. Biol. Chem.、J. Bacteriol.及Appl. Envrion. Microbiol.上。 3. 石油中含氮有机化合物在油品生产加工中可引起贵重的催化剂中毒,在油品储藏中有机氮化物的存在降低了油品的抗氧化稳定性,油品燃烧后有机含氮化合物以污染物NOx的形式排入大气。石油中含氮化合物包括吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚、咔唑等及其同系物,但主要为咔唑及其烷基衍生物。从国内多个省份及从石油污染地点采集的土样、水样通过富集培养方法,筛选得到多株咔唑降解菌,XLDN4-9及XLDN2-5。通过气质联用和高分辨质谱等手段,分析了XLDN2-5代谢咔唑的产物,在代谢物水平上勾勒了该菌株代谢咔唑的途径。克隆了菌株XLDN2-5代谢咔唑的上游基因簇,发现其基因簇与插入序列IS6100紧密相连,组成转座子结构。克隆了菌株XLDN2-5代谢邻苯二酚的咔唑降解下游基因簇,该基因簇的基因排列顺序与已报道的所有邻苯二酚降解基因簇都大不相同,是一个新型的邻苯二酚间位裂解基因簇。首次报道了将咔唑降解基因导入脱硫菌株中,并获得成功;构建的重组菌株可以同时有效地降解原油中的硫、氮杂环并不损失燃烧值。 在N-杂环环境污染物毒物的微生物分解代谢领域内,从“点”-调控、生化机理与结构生物学研究到“面”-氮杂环降解菌株筛选与研究,研究团队都做出了突出贡献。本项目发表SCI论文50多篇,大部分在应用与环境生物技术领域主流刊物如PLoS Genet、MM、Metab Eng、Green Chem、Sci Rep、JBC、JB、AEM、EST等。培养了美国国家发明家科学院(National Academy of Inventors, NAI)院士、美国医学生物工程院会士(American Institute for Medical and Biological Engineering, AIMBE)1名,中科院百人计划入选者1名,自然基金委优秀青年基金1名,上海市青年科技启明星1名,上海市浦江人才1名。实现了微生物代谢有害物资与环境修复工程基础的理论突破,为微生物降解环境有害物质的研究与应用提供支撑体系。
在超声辐射作用下聚合物的降解和接枝(嵌段)共聚
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
采用超声技术发展了一种合成具有指定性能的嵌段(接枝)共聚物的新方法,其中有数种难于用一般化学方法合成。并研究了五种高聚物在水和其它溶剂中的超声降解规律,利用生成大分子自由基的交叉共聚和引发单体合成了五种新的嵌段(接枝)共聚物,并用现代测试技术,对其作了结构分析和鉴定,结合油、气田的要求,对部分产物进行了性能测试。
农药残留微生物降解技术在茶叶上示范推广
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
项目主要研究内容:通过在松阳县建立1000亩茶园示范基地(其中核心示范区200亩),进行土壤及茶叶农药残留检测,推广使用农药残留降解菌剂,结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它园艺措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,并在全市推广应用。具体内容包括:基本情况调查,取样分析丽水茶园土壤及茶叶中农药、重金属污染及土壤肥力现状。根据土壤及茶叶中主要农药残留的问题,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂。针对茶园的实际环境进行应用条件试验,包括最佳用菌量、用菌时间及不同季节温度条件、不同农药浓度下的降解效果,进一步解决规模化推广应用技术问题,建立一套行之有效的土壤和茶叶中农药残留微生物修复操作规范。结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它农业措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,在全市推广应用。项目主要技术经济指标:主要技术指标:在全市取样收集土壤样本10000份以上,土壤肥力检测率100%,土壤中农药、重金属污染情况抽检率不低于2%,总结提交1份全市土壤农药、重金属污染现状报告,并提出有效治理措施。全面掌握示范基地土壤中农药、重金属污染情况,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂,使土壤环境符合绿色食品生产要求。在核心试验基地进行应用条件试验,并提交试验报告及检测报告。示范基地病虫防治次数减少4次以上,农药使用量减少20%以上,产量增加5%以上,生产的茶叶符合无公害茶叶标准或绿色食品标准。通过项目实施,三年内全市累计在茶叶上推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术20000亩次以上。主要经济指标:在松阳千亩示范基地,全年病虫防治不高于8次,比平均12次减少4次,农药成本减少20%以上。项目实施后,松阳千亩示范基地茶青产量比平均增加5%以上,每年每亩节本增效600元以上。松阳千亩示范基地推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术,按二年计,可实现农民增收成120万元以上。项目实施成果:在全市采集土壤样本12000份,在对其进行肥力检测的同时,抽取了200余个样本进行了农药、重金属检测,形成了重金属污染现状报告,并提出了治理措施;筛选出微生物修复菌株2个;明确了农药残留降解菌剂Sphingobium sp.LFJS3-9在茶叶上应用的最佳时间、用量和浓度,制定了农药残留微生物降解技术操作规程,发表论文1篇。在莲都、松阳建立了核心示范基地,两年累计辐射推广应用茶叶农残降解及配套技术3.5万亩,农药防治病虫害年减少5次,农药施用量减少23.5%。松阳千亩技术示范基地平均亩增经济效益648.2元,两年累计新增效益129.64万元。
白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂降解技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一. 邻苯二甲酸酯类塑化剂的危害性邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters, PAEs) 塑化剂是目前全球生产量最大的类塑化剂 (分子结构式见图1),每年产量约600万吨,其中邻苯二甲酸异辛酸酯 (DEHP) 是PAEs塑化剂使用量最大的一个品种 (占比 60%),其次是邻苯二甲酸甲酯 (DMP) 和邻苯二甲酸丁酯 (DBP)。PAEs类塑化剂作为潜在的人体内分泌干扰物、致癌物、诱变剂和致畸剂,即使在较低的浓度下也会损害生殖健康、引起基因突变等。有研究报道称当人体摄入PAEs 1.4×10-2 mg/kg/d就有致癌的风险。PAEs 还容易富集在人体内脏部位,引发肾毒性、神经毒性、肝毒性以及心脏毒性等。PAEs类塑化剂的危害性已经引起全世界广泛的关注,6种 PAEs 已经被我国、欧洲和美国的环保机构列为优先控制的污染物。二. 白酒中塑化剂来源以及限量标准白酒中塑化剂的来源包括:蒸酒时使用塑料管导酒或塑料桶装酒、运输或勾调中使用塑料管道或者塑料容器、贮存原酒的陶坛口密封用塑料布、酒瓶盖中的塑料内层(垫)等。此外,其他酿造过程中涉及到塑料制品均会引起塑化剂的迁移,以及粮食等酿酒原料受到土壤、水体等环境的中的塑化剂污染。液态法白酒或固液法白酒生产中使用的食用酒精和香精香料中塑化剂的污染也是白酒中塑化剂的一个来源。所有这些因素都造成塑化剂迁移进入白酒,诸多因素叠加增加了白酒中塑化剂含量。目前白酒中塑化剂限量标准执行《国家卫生计生委办公厅关于通报成人饮酒者 DEHP和 DBP 初步风险评估结果的函》(国卫办食品函[2013]283 号)文件,其中规定白酒产品DEHP 和DBP 的含量分别在 5.0、1.0mg/kg 以下时为合格。三. 目前使用的去除塑化剂的方法目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白酒产品品质。因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的技术。四. 白酒中塑化剂去除新方法---多肽模拟酶催化剂降解白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂天津科技大学食品科学与工程学院刘继锋课题组开展了多肽模拟酶催化剂PAEs塑化剂的研究,并开发了白酒中 PAEs 塑化剂降解去除技术,其原理是基于活性多肽材料选择目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选NoneNone择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白NoneNone酒产品品质因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的NoneNone技术None性结合并分解特定结构的塑化剂[图2]。五. 项目的工作基础 我们已经针对这些核心技术开展了系统的研究工作,建立了多肽结构设计的理论方法、多肽合成、降解反应器设计等方法,工作基础如下:建立了选择性降解不同塑化剂的多肽设计理论方法,我们已经建立了基于量子力学、分子力学为理论的多肽结构的设计方法,针对不同的塑化剂,例如DEHP、DBP、DMP 设计选择性结合和降解的多肽结构[图4],实现选择性去除塑化剂,同时避免白酒中风味物质的损失。该核心技术是我们课题组原创技术,也是项目的核心竞争力,难以被模仿。2. 研究了 10%乙醇含量中 DEHP的降解条件,设计了降解塑化剂的纤维素膜反应器 根据肽序列中氨基酸疏亲交替排列的原则设计了三条肽序列,将多肽模拟酶通过席夫碱反应共价固定在再生纤维素膜上,制备出了一种可高效降解 DEHP 的降解膜反应器。以 10%乙醇的体系为对象,研究降解条件和降解效果,发现制备的这种膜反应器,在中性、室温条件有效降解 DEHP,12 小时降解效率接近 90%,该反应器并显示出良好的稳定性和可重用性。图4. 多肽选择性结合DEHP、DBP、DMP示意图.。相关研究工作已经发表在专业学术期刊发表(J. Hazard. Mater., 2022, 428:128262, 2020, 389: 123873, 2020, 389: 122074, J. Mater. Chem. B, 2020, 8: 9601-9609,Chem. Commun., 2019, 55:13458-13461.)。图5. 固定了活性多肽的纤维素反应膜反应器应用于塑化剂催化降解示意图.六. 项目实施方案---白酒中塑化剂降解反应器的设计方案流程:⚫ 针对白酒中塑化剂的种类和含量确定需要降解的 PAEs,进行多肽设计,合成多肽;⚫ 并制备含有共价结合纤维素、多孔玻璃、泡沫金属钛化学基团的多肽序列;⚫ 在纤维素膜、多孔玻璃、泡沫金属钛上固定多肽,制备白酒中塑化剂降解反应器。图7. 白酒中塑化剂降解反应器拟使用的多肽结构(上)和固定多肽的(下)的纤维素膜(左)、多孔玻璃(中)、泡沫金属钛(右).七. 工作进度安排分为两个阶段:(一)初期阶段。⚫ 执行时间:3个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 设计出选择性降解 DBP、DEHP 的多肽模拟酶材料;2. 合成上述多肽模拟酶材料并进行实验筛选优化;3. 设计出小批量(1L/天)降解处理白酒中塑化剂的反应器验证性装置。(二)中期计划。执行时间10 个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 规模化合成多肽材料;2. 设计出大批量(1000L/天)降解处理白酒中塑化剂的中试规模反应器。
找到40项技术成果数据。
找技术 >新型纤维素生物质高效降解辅助因子
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
针对木质纤维素生物质降解中底物结构复杂以及纤维素的结晶结构导致其酶解效率低、成本高的问题,本项目开发了一种新型纤维素生物质高效降解辅助因子的制备方法及其应用,该辅助因子为来源于黑曲霉的胞外 AA9 家族多糖单加氧酶(LPMO)。 本项目主要技术内容包括:克隆表达本课题组发现的来源于黑曲霉的 7个潜在的AA9家族LPMO 编码基因,通过研究它们的结构与功能域组成,解析其结合与催化活性位点,构建氧化产物谱,揭示其氧化裂解纤维素多糖链的分子机制,解析其与纤维素酶的协同作用机制,制备纤维素生物质高效降解酶系。 本项目的技术特点:项目研究发现该辅助因子可单独作用于纤维素类底物,对其糖苷键进行 C1位氧化切割产生还原糖,该酶与商品纤维素酶协同作用,可分别将商品纤维素酶诺维信Ctec2 降解微晶纤维素和草粉的还原糖产量提高1-2 倍,从而大大降低纤维素生物质的酶解成本。黑曲霉LPMOs 可有效破坏植物细胞壁纤维素,表明其可作为木质纤维素生物质的高效降解酶系的重要有效组分,本项目的研发成果为揭示纤维素生物质的高效降解机制奠定基础,并为最终高效降解酶系的复配提供指导,项目开发的新型纤维素生物质高效降解辅助因子在生物能源和生物基化学品工业中具有很大的应用潜力和经济效益,对可再生资源纤维素生物质的有效利用并早日实现造福于人类社会有着非常重要的意义。
合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法,包括如下步骤:取4-5千克模拟钻屑加入1300-1400ml的合成基钻井液中进行混合,再加入4-5千克的表层土,然后加入已准备好的有机质2.5千克,最后加入1.5-2.5克肥料,定时通风,温度保持在20oC,定时浇水、混合,每天监测温度和相对湿度,最后用红外分光光度法测定总石油烃TPH值小于1%,说明合成基钻井液及钻屑已生物降解。采用本方法降解后,合成基液的芳烃含量小于1%,对环保不会造成伤害,并且生物降解后的合成基钻井液和钻屑可耕种土壤。
化学农药的微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
化学农药的使用为农业生产作出了重要贡献,然而,由于过量和不正确使用化学农药导致了严重的环境污染、生态系统破坏和农产品质量下降等问题,引起了人们的广泛关注.微生物种类繁多、代谢途径多样、降解各种有机物能力强,在化学农药的降解和修复方面发挥着关键作用.因此,了解化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类、代谢途径和降解关键酶(基因)等具有非常重要的理论意义和指导价值.该项目从全国各地各类农药污染样品中分离、筛选到有机磷、有机氯、有机氮类杀虫剂、杀菌剂和除草剂等各类化学农药降解菌株150多株,其中23株为首次报道从该属(genus)中分离获得该种农药的降解菌株,17株菌株在分类地位上属于新种(novel species) (Int J Syst Evol Microbiol,2010,60(2):408-412),表明化学农药降解微生物菌种资源存在丰富的多样性,也拓宽了对农药降解微生物多样性的认识.阐明了氯氰菊酯、丁草胺、氰氟草酯、三唑磷、乐果、水胺硫磷、甲胺磷、百菌清、噻嗪酮、呋喃丹、多菌灵、乳氟禾草灵、氯嘧磺隆、氟磺胺草醚、敌稗等20余种农药的微生物降解途径,其中首次报道的农药微生物代谢途径10条(FEMS Microbiol Lett,2007,271(2):207-213;Chemosphere, 2010,81(5):639-44;FEMS Microbiol Lett,2009,296(2):203-209;J Agric Food Chem,2010,58(17):9711-9715;Journal of Hazardous Materials,2011,196;412-419).克隆到一个新的菊酯类农药的酯酶基因pytH(蛋白的同源性最高为24%),该酯酶PytH对氯氰菊酯、氯菊酯的降解没有顺反异构选择性,对甲氰菊酯、氰戊菊酯没有手性选择性,不同于以往报道的菊酯水解酶(Applied and Environmental Microbiology,2009,75(17): 5496-5500).克隆到一个全新的百菌清水解脱氯酶基因chd(在氨基酸水平上最高同源性只有29%),该水解脱氯酶Chd在纯水中就能进行水解脱氯反应,是国际上第一个报道的不依赖于CoA和ATP的氯代芳香族化合物的水解脱氯酶.Chd属于金属-β-内酰胺酶超家族,不含有以前报道的氯代烷烃的水解脱氯酶的催化三联体Asp-His-Asp/Glu,其催化机制不同于以往的水解脱氯酶的催化机制(Journal of Bacteriology,2010,192(11):2737-2745).首次报道卤代苯类化合物水解脱卤酶基因chd的水平转移现象,并证明chd基因的水平转移的生态学意义是将百菌清转化为毒性较小的4-羟基百菌清,有助于微生物群落快速适应高浓度百菌清污染的环境(Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77(12): 4268-4272).将Cre/loxP定点重组系统和重叠延伸PCR技术结合建立了一套快捷高效的革兰氏阳性农药降解菌株的基因组操作方法(Applied and Environmental Microbiology, 2008, 74(17): 5556-5562).该项目在阐明化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类多样性、代谢途径和降解关键酶等作出了重要贡献,受到了第三方的高度评价.在筛选到各类化学农药降解菌株中获得国家授权发明专利7项,在降解关键酶研究方面获得国家授权发明专利2项,代表性论文被Nucl. Acids Res、J Bacteriol、Appl Environ Microbiol、Evolutionary Applications、Critical Reviews Environmental Science Technology等高水平杂志引用70余次,受到正面高度评价.
基于自由基的有毒有害污染物降解技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境催化是环境保护和绿色化学最重要的科学与技术基础,也是催化领域发展最为迅速的学科方向之一。通过在研究理论和方法上的不断创新,环境催化必将成为解决环境污染问题的基础和关键。近年来,在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973计划)、浙江省自然科学基金等项目的资助下,项目以医化、染料等典型行业排放的有毒有害污染物的有效转化和降解为目标,采用基于自由基的催化技术将其转化为无/少污染或易降解物质。通过理论和材料创新,研制了新型高活性长寿命催化剂,在微观层面揭示了强化自由基催化活性的规律,开发了针对不同特征污染物的催化转化和降解工艺,丰富和发展了针对典型有机污染物的催化氧化技术理论和方法,为相关污染控制技术的工程应用奠定了基础。主要创新性研究成果如下: (1)实现了二氧化钛材料微结构和表/界面性质的精准调控,阐明了光催化剂微结构和表/界面性质对光催化性能的作用机制。首先探明了杂原子掺杂手段和原子种类对二氧化钛催化剂形态及表面活性粒子传质-反应过程的影响机制;证实了管状结构二氧化钛能增加催化剂表面活性位并提高传质速率、片状结构二氧化钛高比例(001)晶面有利于提高表面能以促进表面光催化反应、球状结构二氧化钛更高的晶化度和多层孔道结构有利于光生电子-空穴的分离;揭示了光催化反应过程活性位、活性粒子的生成及转化机制,为可见光催化降解技术的实际应用提供可靠的理论基础。 (2)开发了基于高级氧化技术的难生化有机废水处理新方法,揭示了催化氧化过程中活性物种的生成机制和关键影响因素。发现采用臭氧联用技术(O3/超声、O3/电絮凝、O3/紫外)可大大提高臭氧氧化能力,提升化工、染料等废水的处理效率;首次制备了稀土改性Al2O3催化剂用于非均相催化臭氧化,证实催化活性与稀土载量、表面羟基基团数量、催化剂比表面积正相关,而形貌和维数不是影响催化效果的决定因素;采用稳定、廉价的硫酸盐为氧化剂,建立了碳材料/过渡金属复合催化剂强化处理难生化废水,实现有机污染物预富集-氧化降解同步进行。为新型高级氧化技术的开发及其实际废水处理提供理论依据。 (3)通过表面改性和方法优化实现了高活性、长寿命催化电极材料的可控制备,揭示了污染物电催化氧化/还原过程的反应机理。率先发现Pr掺杂改性制得的Ti/SnO2-Sb/PbO2-Pr电极可促进电极氧空位和羟基自由基基团的生成,克服传统PbO2电极低电子利用效率、易溶出等缺点。创新地采用化学沉积法、脉冲沉积法等研制了系列脱卤电极,克服传统电极易中毒失活、产物难脱附等问题,实现多种卤代有机污染物的有效控制,为电催化脱卤的实际应用提供了科学依据。 本项目在相关领域发表SCI收录论文68余篇,被引用2147次。10篇代表作发表在Environmental Science & Technology (IF = 6.653),Journal of Physical Chemistry C (IF = 4.484),Journal of Hazardous Materials (IF = 6.434),Electrochimica Acta (IF = 5.116),Chemosphere (IF = 4.427)等高影响力期刊上。截至2018年11月29日,经Web of Science检索,被引用1009次,受到国内外同行的高度关注。此外,项目成果还获得授权国家发明专利4件,培养博士研究生8名,硕士研究生70余名。
高温降解污泥新技术
成熟度:可规模生产
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本公司主要采用的是环保、高效、特殊菌群对污泥进行快速破壁与机械脱水及高温菌群消解相结合的新技术,把污泥含水率降低至40%,脱水后的污泥进行高温菌群消解发酵,30分钟后臭味消除,2小时后钝化重金属,发酵启动快,堆积24小时后,堆体温度上升60~65℃,48小时后堆温达到70℃以上,95℃以下,此温度保持3天,物料腐熟快,使用该高温菌剂后,强烈分解功能使纤维素类物质等在自然条件下难分解的物质加速分解,同时物料腐熟彻底,臭味去除迅速,重金属得到有效的吸附及钝化,能使污泥快速减容,污泥的体积减量至原来的1/5左右。我公司此项整套技术已申报中华人民共和国国家知识产权局发明专利,专利号为201110199742.8。
一种秸秆渗漉降解装置
成熟度:正在研发
技术类型:实用新型
应用行业:制造业
技术简介
一种秸秆渗漉降解装置属于农业生产领域,包括收集桶、渗滤桶、喷头、回流管、旋转接头、支撑架和泵,渗滤桶放在收集桶里,渗滤桶的表面上开有小孔,其上端设有外边沿,外边沿能放置在收集桶的上端面,收集桶底部和渗滤桶底部有一定的距离;泵的进口端与收集桶底部相连接,泵的出口连接回流管,回流管通过支撑架与收集桶固定在一起,在回流管的上方装有旋转接头,喷头装在回流管出口。秸秆装在渗滤桶里,泵将收集桶底部的液体抽上来,通过喷头淋洗在秸秆上,然后液体又通过渗滤桶上的小孔流入到收集桶内,由此形成循环,改善了微生物发酵的供氧及营养条件,大大加强了微生物的降解作用,从而有效提升了秸秆的降解效率。
N-杂环环境有害物微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境污染是人类面临的严峻问题,环境保护与污染防治是实现国家经济和环境可持续发展战略的重要前提。高效降解环境中有害污染物的微生物制品研究,能够为环境保护与污染防治提供技术支撑。环境废弃物中所含的含N-杂环有机污染物等严重污染大气、水和土壤。微生物降解被认为是最有潜力的环境修复方法,因而,对此类有机污染物的微生物降解机理研究具有重要的科学意义和应用价值。微生物分解代谢是处理含N-杂环污染物最具潜力的手段。 本项目利用环境科学、生命科学、化学、计算科学等学科的研究手段,解决了N-杂环污染物微生物分解代谢的关键科学问题, (1)微生物分解代谢资源的挖掘和剖析; (2)微生物分解代谢资源与技术的整合,为改善环境、实现经济可持续发展提供支撑技术和创新源泉,主要发现点如下: 1. 建立和完善了从土壤、污水以及海洋等多种环境中发掘出功能型微生物资源的技术,同时对微生物基因组测序、注释、比较基因组分析,以及从微生物基因组中快速挖掘功能基因元件的研究平台。分离了数株对含N-杂环有机污染物如咔唑、尼古丁等降解效率较高的微生物,并完成了多株高效菌株的基因组序列测定,发现了多个降解相关新基因,这个庞大而丰富的微生物资源库为本项目奠定了坚实的基础。 2. 深度解析N-杂环污染物-尼古丁降解的分子机理,绘制了菌株S16尼古丁代谢的完整途径,首次从分子水平系统阐明了困惑科学家近60年的假单胞菌代谢尼古丁的吡咯代谢主途径的机制,发现该途径与人体代谢尼古丁的2’羟基化途径类似,将为难降解有机污染物微生物分解代谢机制的解析和相关生物资源有效利用提供指导和帮助。通过克隆尼古丁降解的调控蛋白NicR2,发现其包含helix-turn-helix (HTH) motif,但其结合DNA的方式却与β-片型调控蛋白类似,由此提出了一种新的HTH型调控蛋白结合DNA的模型。这项工作填补了假单胞菌代谢尼古丁的调控机制研究领域内空白,丰富了原核生物中转录调控蛋白的多样性,研究成果以封面论文在微生物学顶级期刊Mol. Microbiol.发表。此外,阐明了2,5-DHP双加氧酶和HSP羟化酶的催化机理,并解析了马来酸异构酶、N-甲酰马来酰胺酸脱甲酰基酶和马来酰胺酸脱氨基酶的结构,研究结果发表在国际微生物学和生物化学领域主流期刊如PLoS Genet.、Mol. Microbiol.、J. Biol. Chem.、J. Bacteriol.及Appl. Envrion. Microbiol.上。 3. 石油中含氮有机化合物在油品生产加工中可引起贵重的催化剂中毒,在油品储藏中有机氮化物的存在降低了油品的抗氧化稳定性,油品燃烧后有机含氮化合物以污染物NOx的形式排入大气。石油中含氮化合物包括吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚、咔唑等及其同系物,但主要为咔唑及其烷基衍生物。从国内多个省份及从石油污染地点采集的土样、水样通过富集培养方法,筛选得到多株咔唑降解菌,XLDN4-9及XLDN2-5。通过气质联用和高分辨质谱等手段,分析了XLDN2-5代谢咔唑的产物,在代谢物水平上勾勒了该菌株代谢咔唑的途径。克隆了菌株XLDN2-5代谢咔唑的上游基因簇,发现其基因簇与插入序列IS6100紧密相连,组成转座子结构。克隆了菌株XLDN2-5代谢邻苯二酚的咔唑降解下游基因簇,该基因簇的基因排列顺序与已报道的所有邻苯二酚降解基因簇都大不相同,是一个新型的邻苯二酚间位裂解基因簇。首次报道了将咔唑降解基因导入脱硫菌株中,并获得成功;构建的重组菌株可以同时有效地降解原油中的硫、氮杂环并不损失燃烧值。 在N-杂环环境污染物毒物的微生物分解代谢领域内,从“点”-调控、生化机理与结构生物学研究到“面”-氮杂环降解菌株筛选与研究,研究团队都做出了突出贡献。本项目发表SCI论文50多篇,大部分在应用与环境生物技术领域主流刊物如PLoS Genet、MM、Metab Eng、Green Chem、Sci Rep、JBC、JB、AEM、EST等。培养了美国国家发明家科学院(National Academy of Inventors, NAI)院士、美国医学生物工程院会士(American Institute for Medical and Biological Engineering, AIMBE)1名,中科院百人计划入选者1名,自然基金委优秀青年基金1名,上海市青年科技启明星1名,上海市浦江人才1名。实现了微生物代谢有害物资与环境修复工程基础的理论突破,为微生物降解环境有害物质的研究与应用提供支撑体系。
在超声辐射作用下聚合物的降解和接枝(嵌段)共聚
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
采用超声技术发展了一种合成具有指定性能的嵌段(接枝)共聚物的新方法,其中有数种难于用一般化学方法合成。并研究了五种高聚物在水和其它溶剂中的超声降解规律,利用生成大分子自由基的交叉共聚和引发单体合成了五种新的嵌段(接枝)共聚物,并用现代测试技术,对其作了结构分析和鉴定,结合油、气田的要求,对部分产物进行了性能测试。
农药残留微生物降解技术在茶叶上示范推广
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
项目主要研究内容:通过在松阳县建立1000亩茶园示范基地(其中核心示范区200亩),进行土壤及茶叶农药残留检测,推广使用农药残留降解菌剂,结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它园艺措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,并在全市推广应用。具体内容包括:基本情况调查,取样分析丽水茶园土壤及茶叶中农药、重金属污染及土壤肥力现状。根据土壤及茶叶中主要农药残留的问题,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂。针对茶园的实际环境进行应用条件试验,包括最佳用菌量、用菌时间及不同季节温度条件、不同农药浓度下的降解效果,进一步解决规模化推广应用技术问题,建立一套行之有效的土壤和茶叶中农药残留微生物修复操作规范。结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它农业措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,在全市推广应用。项目主要技术经济指标:主要技术指标:在全市取样收集土壤样本10000份以上,土壤肥力检测率100%,土壤中农药、重金属污染情况抽检率不低于2%,总结提交1份全市土壤农药、重金属污染现状报告,并提出有效治理措施。全面掌握示范基地土壤中农药、重金属污染情况,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂,使土壤环境符合绿色食品生产要求。在核心试验基地进行应用条件试验,并提交试验报告及检测报告。示范基地病虫防治次数减少4次以上,农药使用量减少20%以上,产量增加5%以上,生产的茶叶符合无公害茶叶标准或绿色食品标准。通过项目实施,三年内全市累计在茶叶上推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术20000亩次以上。主要经济指标:在松阳千亩示范基地,全年病虫防治不高于8次,比平均12次减少4次,农药成本减少20%以上。项目实施后,松阳千亩示范基地茶青产量比平均增加5%以上,每年每亩节本增效600元以上。松阳千亩示范基地推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术,按二年计,可实现农民增收成120万元以上。项目实施成果:在全市采集土壤样本12000份,在对其进行肥力检测的同时,抽取了200余个样本进行了农药、重金属检测,形成了重金属污染现状报告,并提出了治理措施;筛选出微生物修复菌株2个;明确了农药残留降解菌剂Sphingobium sp.LFJS3-9在茶叶上应用的最佳时间、用量和浓度,制定了农药残留微生物降解技术操作规程,发表论文1篇。在莲都、松阳建立了核心示范基地,两年累计辐射推广应用茶叶农残降解及配套技术3.5万亩,农药防治病虫害年减少5次,农药施用量减少23.5%。松阳千亩技术示范基地平均亩增经济效益648.2元,两年累计新增效益129.64万元。
白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂降解技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一. 邻苯二甲酸酯类塑化剂的危害性邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters, PAEs) 塑化剂是目前全球生产量最大的类塑化剂 (分子结构式见图1),每年产量约600万吨,其中邻苯二甲酸异辛酸酯 (DEHP) 是PAEs塑化剂使用量最大的一个品种 (占比 60%),其次是邻苯二甲酸甲酯 (DMP) 和邻苯二甲酸丁酯 (DBP)。PAEs类塑化剂作为潜在的人体内分泌干扰物、致癌物、诱变剂和致畸剂,即使在较低的浓度下也会损害生殖健康、引起基因突变等。有研究报道称当人体摄入PAEs 1.4×10-2 mg/kg/d就有致癌的风险。PAEs 还容易富集在人体内脏部位,引发肾毒性、神经毒性、肝毒性以及心脏毒性等。PAEs类塑化剂的危害性已经引起全世界广泛的关注,6种 PAEs 已经被我国、欧洲和美国的环保机构列为优先控制的污染物。二. 白酒中塑化剂来源以及限量标准白酒中塑化剂的来源包括:蒸酒时使用塑料管导酒或塑料桶装酒、运输或勾调中使用塑料管道或者塑料容器、贮存原酒的陶坛口密封用塑料布、酒瓶盖中的塑料内层(垫)等。此外,其他酿造过程中涉及到塑料制品均会引起塑化剂的迁移,以及粮食等酿酒原料受到土壤、水体等环境的中的塑化剂污染。液态法白酒或固液法白酒生产中使用的食用酒精和香精香料中塑化剂的污染也是白酒中塑化剂的一个来源。所有这些因素都造成塑化剂迁移进入白酒,诸多因素叠加增加了白酒中塑化剂含量。目前白酒中塑化剂限量标准执行《国家卫生计生委办公厅关于通报成人饮酒者 DEHP和 DBP 初步风险评估结果的函》(国卫办食品函[2013]283 号)文件,其中规定白酒产品DEHP 和DBP 的含量分别在 5.0、1.0mg/kg 以下时为合格。三. 目前使用的去除塑化剂的方法目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白酒产品品质。因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的技术。四. 白酒中塑化剂去除新方法---多肽模拟酶催化剂降解白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂天津科技大学食品科学与工程学院刘继锋课题组开展了多肽模拟酶催化剂PAEs塑化剂的研究,并开发了白酒中 PAEs 塑化剂降解去除技术,其原理是基于活性多肽材料选择目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选NoneNone择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白NoneNone酒产品品质因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的NoneNone技术None性结合并分解特定结构的塑化剂[图2]。五. 项目的工作基础 我们已经针对这些核心技术开展了系统的研究工作,建立了多肽结构设计的理论方法、多肽合成、降解反应器设计等方法,工作基础如下:建立了选择性降解不同塑化剂的多肽设计理论方法,我们已经建立了基于量子力学、分子力学为理论的多肽结构的设计方法,针对不同的塑化剂,例如DEHP、DBP、DMP 设计选择性结合和降解的多肽结构[图4],实现选择性去除塑化剂,同时避免白酒中风味物质的损失。该核心技术是我们课题组原创技术,也是项目的核心竞争力,难以被模仿。2. 研究了 10%乙醇含量中 DEHP的降解条件,设计了降解塑化剂的纤维素膜反应器 根据肽序列中氨基酸疏亲交替排列的原则设计了三条肽序列,将多肽模拟酶通过席夫碱反应共价固定在再生纤维素膜上,制备出了一种可高效降解 DEHP 的降解膜反应器。以 10%乙醇的体系为对象,研究降解条件和降解效果,发现制备的这种膜反应器,在中性、室温条件有效降解 DEHP,12 小时降解效率接近 90%,该反应器并显示出良好的稳定性和可重用性。图4. 多肽选择性结合DEHP、DBP、DMP示意图.。相关研究工作已经发表在专业学术期刊发表(J. Hazard. Mater., 2022, 428:128262, 2020, 389: 123873, 2020, 389: 122074, J. Mater. Chem. B, 2020, 8: 9601-9609,Chem. Commun., 2019, 55:13458-13461.)。图5. 固定了活性多肽的纤维素反应膜反应器应用于塑化剂催化降解示意图.六. 项目实施方案---白酒中塑化剂降解反应器的设计方案流程:⚫ 针对白酒中塑化剂的种类和含量确定需要降解的 PAEs,进行多肽设计,合成多肽;⚫ 并制备含有共价结合纤维素、多孔玻璃、泡沫金属钛化学基团的多肽序列;⚫ 在纤维素膜、多孔玻璃、泡沫金属钛上固定多肽,制备白酒中塑化剂降解反应器。图7. 白酒中塑化剂降解反应器拟使用的多肽结构(上)和固定多肽的(下)的纤维素膜(左)、多孔玻璃(中)、泡沫金属钛(右).七. 工作进度安排分为两个阶段:(一)初期阶段。⚫ 执行时间:3个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 设计出选择性降解 DBP、DEHP 的多肽模拟酶材料;2. 合成上述多肽模拟酶材料并进行实验筛选优化;3. 设计出小批量(1L/天)降解处理白酒中塑化剂的反应器验证性装置。(二)中期计划。执行时间10 个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 规模化合成多肽材料;2. 设计出大批量(1000L/天)降解处理白酒中塑化剂的中试规模反应器。
找到40项技术成果数据。
找技术 >新型纤维素生物质高效降解辅助因子
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
针对木质纤维素生物质降解中底物结构复杂以及纤维素的结晶结构导致其酶解效率低、成本高的问题,本项目开发了一种新型纤维素生物质高效降解辅助因子的制备方法及其应用,该辅助因子为来源于黑曲霉的胞外 AA9 家族多糖单加氧酶(LPMO)。 本项目主要技术内容包括:克隆表达本课题组发现的来源于黑曲霉的 7个潜在的AA9家族LPMO 编码基因,通过研究它们的结构与功能域组成,解析其结合与催化活性位点,构建氧化产物谱,揭示其氧化裂解纤维素多糖链的分子机制,解析其与纤维素酶的协同作用机制,制备纤维素生物质高效降解酶系。 本项目的技术特点:项目研究发现该辅助因子可单独作用于纤维素类底物,对其糖苷键进行 C1位氧化切割产生还原糖,该酶与商品纤维素酶协同作用,可分别将商品纤维素酶诺维信Ctec2 降解微晶纤维素和草粉的还原糖产量提高1-2 倍,从而大大降低纤维素生物质的酶解成本。黑曲霉LPMOs 可有效破坏植物细胞壁纤维素,表明其可作为木质纤维素生物质的高效降解酶系的重要有效组分,本项目的研发成果为揭示纤维素生物质的高效降解机制奠定基础,并为最终高效降解酶系的复配提供指导,项目开发的新型纤维素生物质高效降解辅助因子在生物能源和生物基化学品工业中具有很大的应用潜力和经济效益,对可再生资源纤维素生物质的有效利用并早日实现造福于人类社会有着非常重要的意义。
合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法,包括如下步骤:取4-5千克模拟钻屑加入1300-1400ml的合成基钻井液中进行混合,再加入4-5千克的表层土,然后加入已准备好的有机质2.5千克,最后加入1.5-2.5克肥料,定时通风,温度保持在20oC,定时浇水、混合,每天监测温度和相对湿度,最后用红外分光光度法测定总石油烃TPH值小于1%,说明合成基钻井液及钻屑已生物降解。采用本方法降解后,合成基液的芳烃含量小于1%,对环保不会造成伤害,并且生物降解后的合成基钻井液和钻屑可耕种土壤。
化学农药的微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
化学农药的使用为农业生产作出了重要贡献,然而,由于过量和不正确使用化学农药导致了严重的环境污染、生态系统破坏和农产品质量下降等问题,引起了人们的广泛关注.微生物种类繁多、代谢途径多样、降解各种有机物能力强,在化学农药的降解和修复方面发挥着关键作用.因此,了解化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类、代谢途径和降解关键酶(基因)等具有非常重要的理论意义和指导价值.该项目从全国各地各类农药污染样品中分离、筛选到有机磷、有机氯、有机氮类杀虫剂、杀菌剂和除草剂等各类化学农药降解菌株150多株,其中23株为首次报道从该属(genus)中分离获得该种农药的降解菌株,17株菌株在分类地位上属于新种(novel species) (Int J Syst Evol Microbiol,2010,60(2):408-412),表明化学农药降解微生物菌种资源存在丰富的多样性,也拓宽了对农药降解微生物多样性的认识.阐明了氯氰菊酯、丁草胺、氰氟草酯、三唑磷、乐果、水胺硫磷、甲胺磷、百菌清、噻嗪酮、呋喃丹、多菌灵、乳氟禾草灵、氯嘧磺隆、氟磺胺草醚、敌稗等20余种农药的微生物降解途径,其中首次报道的农药微生物代谢途径10条(FEMS Microbiol Lett,2007,271(2):207-213;Chemosphere, 2010,81(5):639-44;FEMS Microbiol Lett,2009,296(2):203-209;J Agric Food Chem,2010,58(17):9711-9715;Journal of Hazardous Materials,2011,196;412-419).克隆到一个新的菊酯类农药的酯酶基因pytH(蛋白的同源性最高为24%),该酯酶PytH对氯氰菊酯、氯菊酯的降解没有顺反异构选择性,对甲氰菊酯、氰戊菊酯没有手性选择性,不同于以往报道的菊酯水解酶(Applied and Environmental Microbiology,2009,75(17): 5496-5500).克隆到一个全新的百菌清水解脱氯酶基因chd(在氨基酸水平上最高同源性只有29%),该水解脱氯酶Chd在纯水中就能进行水解脱氯反应,是国际上第一个报道的不依赖于CoA和ATP的氯代芳香族化合物的水解脱氯酶.Chd属于金属-β-内酰胺酶超家族,不含有以前报道的氯代烷烃的水解脱氯酶的催化三联体Asp-His-Asp/Glu,其催化机制不同于以往的水解脱氯酶的催化机制(Journal of Bacteriology,2010,192(11):2737-2745).首次报道卤代苯类化合物水解脱卤酶基因chd的水平转移现象,并证明chd基因的水平转移的生态学意义是将百菌清转化为毒性较小的4-羟基百菌清,有助于微生物群落快速适应高浓度百菌清污染的环境(Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77(12): 4268-4272).将Cre/loxP定点重组系统和重叠延伸PCR技术结合建立了一套快捷高效的革兰氏阳性农药降解菌株的基因组操作方法(Applied and Environmental Microbiology, 2008, 74(17): 5556-5562).该项目在阐明化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类多样性、代谢途径和降解关键酶等作出了重要贡献,受到了第三方的高度评价.在筛选到各类化学农药降解菌株中获得国家授权发明专利7项,在降解关键酶研究方面获得国家授权发明专利2项,代表性论文被Nucl. Acids Res、J Bacteriol、Appl Environ Microbiol、Evolutionary Applications、Critical Reviews Environmental Science Technology等高水平杂志引用70余次,受到正面高度评价.
基于自由基的有毒有害污染物降解技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境催化是环境保护和绿色化学最重要的科学与技术基础,也是催化领域发展最为迅速的学科方向之一。通过在研究理论和方法上的不断创新,环境催化必将成为解决环境污染问题的基础和关键。近年来,在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973计划)、浙江省自然科学基金等项目的资助下,项目以医化、染料等典型行业排放的有毒有害污染物的有效转化和降解为目标,采用基于自由基的催化技术将其转化为无/少污染或易降解物质。通过理论和材料创新,研制了新型高活性长寿命催化剂,在微观层面揭示了强化自由基催化活性的规律,开发了针对不同特征污染物的催化转化和降解工艺,丰富和发展了针对典型有机污染物的催化氧化技术理论和方法,为相关污染控制技术的工程应用奠定了基础。主要创新性研究成果如下: (1)实现了二氧化钛材料微结构和表/界面性质的精准调控,阐明了光催化剂微结构和表/界面性质对光催化性能的作用机制。首先探明了杂原子掺杂手段和原子种类对二氧化钛催化剂形态及表面活性粒子传质-反应过程的影响机制;证实了管状结构二氧化钛能增加催化剂表面活性位并提高传质速率、片状结构二氧化钛高比例(001)晶面有利于提高表面能以促进表面光催化反应、球状结构二氧化钛更高的晶化度和多层孔道结构有利于光生电子-空穴的分离;揭示了光催化反应过程活性位、活性粒子的生成及转化机制,为可见光催化降解技术的实际应用提供可靠的理论基础。 (2)开发了基于高级氧化技术的难生化有机废水处理新方法,揭示了催化氧化过程中活性物种的生成机制和关键影响因素。发现采用臭氧联用技术(O3/超声、O3/电絮凝、O3/紫外)可大大提高臭氧氧化能力,提升化工、染料等废水的处理效率;首次制备了稀土改性Al2O3催化剂用于非均相催化臭氧化,证实催化活性与稀土载量、表面羟基基团数量、催化剂比表面积正相关,而形貌和维数不是影响催化效果的决定因素;采用稳定、廉价的硫酸盐为氧化剂,建立了碳材料/过渡金属复合催化剂强化处理难生化废水,实现有机污染物预富集-氧化降解同步进行。为新型高级氧化技术的开发及其实际废水处理提供理论依据。 (3)通过表面改性和方法优化实现了高活性、长寿命催化电极材料的可控制备,揭示了污染物电催化氧化/还原过程的反应机理。率先发现Pr掺杂改性制得的Ti/SnO2-Sb/PbO2-Pr电极可促进电极氧空位和羟基自由基基团的生成,克服传统PbO2电极低电子利用效率、易溶出等缺点。创新地采用化学沉积法、脉冲沉积法等研制了系列脱卤电极,克服传统电极易中毒失活、产物难脱附等问题,实现多种卤代有机污染物的有效控制,为电催化脱卤的实际应用提供了科学依据。 本项目在相关领域发表SCI收录论文68余篇,被引用2147次。10篇代表作发表在Environmental Science & Technology (IF = 6.653),Journal of Physical Chemistry C (IF = 4.484),Journal of Hazardous Materials (IF = 6.434),Electrochimica Acta (IF = 5.116),Chemosphere (IF = 4.427)等高影响力期刊上。截至2018年11月29日,经Web of Science检索,被引用1009次,受到国内外同行的高度关注。此外,项目成果还获得授权国家发明专利4件,培养博士研究生8名,硕士研究生70余名。
高温降解污泥新技术
成熟度:可规模生产
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本公司主要采用的是环保、高效、特殊菌群对污泥进行快速破壁与机械脱水及高温菌群消解相结合的新技术,把污泥含水率降低至40%,脱水后的污泥进行高温菌群消解发酵,30分钟后臭味消除,2小时后钝化重金属,发酵启动快,堆积24小时后,堆体温度上升60~65℃,48小时后堆温达到70℃以上,95℃以下,此温度保持3天,物料腐熟快,使用该高温菌剂后,强烈分解功能使纤维素类物质等在自然条件下难分解的物质加速分解,同时物料腐熟彻底,臭味去除迅速,重金属得到有效的吸附及钝化,能使污泥快速减容,污泥的体积减量至原来的1/5左右。我公司此项整套技术已申报中华人民共和国国家知识产权局发明专利,专利号为201110199742.8。
一种秸秆渗漉降解装置
成熟度:正在研发
技术类型:实用新型
应用行业:制造业
技术简介
一种秸秆渗漉降解装置属于农业生产领域,包括收集桶、渗滤桶、喷头、回流管、旋转接头、支撑架和泵,渗滤桶放在收集桶里,渗滤桶的表面上开有小孔,其上端设有外边沿,外边沿能放置在收集桶的上端面,收集桶底部和渗滤桶底部有一定的距离;泵的进口端与收集桶底部相连接,泵的出口连接回流管,回流管通过支撑架与收集桶固定在一起,在回流管的上方装有旋转接头,喷头装在回流管出口。秸秆装在渗滤桶里,泵将收集桶底部的液体抽上来,通过喷头淋洗在秸秆上,然后液体又通过渗滤桶上的小孔流入到收集桶内,由此形成循环,改善了微生物发酵的供氧及营养条件,大大加强了微生物的降解作用,从而有效提升了秸秆的降解效率。
N-杂环环境有害物微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境污染是人类面临的严峻问题,环境保护与污染防治是实现国家经济和环境可持续发展战略的重要前提。高效降解环境中有害污染物的微生物制品研究,能够为环境保护与污染防治提供技术支撑。环境废弃物中所含的含N-杂环有机污染物等严重污染大气、水和土壤。微生物降解被认为是最有潜力的环境修复方法,因而,对此类有机污染物的微生物降解机理研究具有重要的科学意义和应用价值。微生物分解代谢是处理含N-杂环污染物最具潜力的手段。 本项目利用环境科学、生命科学、化学、计算科学等学科的研究手段,解决了N-杂环污染物微生物分解代谢的关键科学问题, (1)微生物分解代谢资源的挖掘和剖析; (2)微生物分解代谢资源与技术的整合,为改善环境、实现经济可持续发展提供支撑技术和创新源泉,主要发现点如下: 1. 建立和完善了从土壤、污水以及海洋等多种环境中发掘出功能型微生物资源的技术,同时对微生物基因组测序、注释、比较基因组分析,以及从微生物基因组中快速挖掘功能基因元件的研究平台。分离了数株对含N-杂环有机污染物如咔唑、尼古丁等降解效率较高的微生物,并完成了多株高效菌株的基因组序列测定,发现了多个降解相关新基因,这个庞大而丰富的微生物资源库为本项目奠定了坚实的基础。 2. 深度解析N-杂环污染物-尼古丁降解的分子机理,绘制了菌株S16尼古丁代谢的完整途径,首次从分子水平系统阐明了困惑科学家近60年的假单胞菌代谢尼古丁的吡咯代谢主途径的机制,发现该途径与人体代谢尼古丁的2’羟基化途径类似,将为难降解有机污染物微生物分解代谢机制的解析和相关生物资源有效利用提供指导和帮助。通过克隆尼古丁降解的调控蛋白NicR2,发现其包含helix-turn-helix (HTH) motif,但其结合DNA的方式却与β-片型调控蛋白类似,由此提出了一种新的HTH型调控蛋白结合DNA的模型。这项工作填补了假单胞菌代谢尼古丁的调控机制研究领域内空白,丰富了原核生物中转录调控蛋白的多样性,研究成果以封面论文在微生物学顶级期刊Mol. Microbiol.发表。此外,阐明了2,5-DHP双加氧酶和HSP羟化酶的催化机理,并解析了马来酸异构酶、N-甲酰马来酰胺酸脱甲酰基酶和马来酰胺酸脱氨基酶的结构,研究结果发表在国际微生物学和生物化学领域主流期刊如PLoS Genet.、Mol. Microbiol.、J. Biol. Chem.、J. Bacteriol.及Appl. Envrion. Microbiol.上。 3. 石油中含氮有机化合物在油品生产加工中可引起贵重的催化剂中毒,在油品储藏中有机氮化物的存在降低了油品的抗氧化稳定性,油品燃烧后有机含氮化合物以污染物NOx的形式排入大气。石油中含氮化合物包括吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚、咔唑等及其同系物,但主要为咔唑及其烷基衍生物。从国内多个省份及从石油污染地点采集的土样、水样通过富集培养方法,筛选得到多株咔唑降解菌,XLDN4-9及XLDN2-5。通过气质联用和高分辨质谱等手段,分析了XLDN2-5代谢咔唑的产物,在代谢物水平上勾勒了该菌株代谢咔唑的途径。克隆了菌株XLDN2-5代谢咔唑的上游基因簇,发现其基因簇与插入序列IS6100紧密相连,组成转座子结构。克隆了菌株XLDN2-5代谢邻苯二酚的咔唑降解下游基因簇,该基因簇的基因排列顺序与已报道的所有邻苯二酚降解基因簇都大不相同,是一个新型的邻苯二酚间位裂解基因簇。首次报道了将咔唑降解基因导入脱硫菌株中,并获得成功;构建的重组菌株可以同时有效地降解原油中的硫、氮杂环并不损失燃烧值。 在N-杂环环境污染物毒物的微生物分解代谢领域内,从“点”-调控、生化机理与结构生物学研究到“面”-氮杂环降解菌株筛选与研究,研究团队都做出了突出贡献。本项目发表SCI论文50多篇,大部分在应用与环境生物技术领域主流刊物如PLoS Genet、MM、Metab Eng、Green Chem、Sci Rep、JBC、JB、AEM、EST等。培养了美国国家发明家科学院(National Academy of Inventors, NAI)院士、美国医学生物工程院会士(American Institute for Medical and Biological Engineering, AIMBE)1名,中科院百人计划入选者1名,自然基金委优秀青年基金1名,上海市青年科技启明星1名,上海市浦江人才1名。实现了微生物代谢有害物资与环境修复工程基础的理论突破,为微生物降解环境有害物质的研究与应用提供支撑体系。
在超声辐射作用下聚合物的降解和接枝(嵌段)共聚
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
采用超声技术发展了一种合成具有指定性能的嵌段(接枝)共聚物的新方法,其中有数种难于用一般化学方法合成。并研究了五种高聚物在水和其它溶剂中的超声降解规律,利用生成大分子自由基的交叉共聚和引发单体合成了五种新的嵌段(接枝)共聚物,并用现代测试技术,对其作了结构分析和鉴定,结合油、气田的要求,对部分产物进行了性能测试。
农药残留微生物降解技术在茶叶上示范推广
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
项目主要研究内容:通过在松阳县建立1000亩茶园示范基地(其中核心示范区200亩),进行土壤及茶叶农药残留检测,推广使用农药残留降解菌剂,结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它园艺措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,并在全市推广应用。具体内容包括:基本情况调查,取样分析丽水茶园土壤及茶叶中农药、重金属污染及土壤肥力现状。根据土壤及茶叶中主要农药残留的问题,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂。针对茶园的实际环境进行应用条件试验,包括最佳用菌量、用菌时间及不同季节温度条件、不同农药浓度下的降解效果,进一步解决规模化推广应用技术问题,建立一套行之有效的土壤和茶叶中农药残留微生物修复操作规范。结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它农业措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,在全市推广应用。项目主要技术经济指标:主要技术指标:在全市取样收集土壤样本10000份以上,土壤肥力检测率100%,土壤中农药、重金属污染情况抽检率不低于2%,总结提交1份全市土壤农药、重金属污染现状报告,并提出有效治理措施。全面掌握示范基地土壤中农药、重金属污染情况,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂,使土壤环境符合绿色食品生产要求。在核心试验基地进行应用条件试验,并提交试验报告及检测报告。示范基地病虫防治次数减少4次以上,农药使用量减少20%以上,产量增加5%以上,生产的茶叶符合无公害茶叶标准或绿色食品标准。通过项目实施,三年内全市累计在茶叶上推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术20000亩次以上。主要经济指标:在松阳千亩示范基地,全年病虫防治不高于8次,比平均12次减少4次,农药成本减少20%以上。项目实施后,松阳千亩示范基地茶青产量比平均增加5%以上,每年每亩节本增效600元以上。松阳千亩示范基地推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术,按二年计,可实现农民增收成120万元以上。项目实施成果:在全市采集土壤样本12000份,在对其进行肥力检测的同时,抽取了200余个样本进行了农药、重金属检测,形成了重金属污染现状报告,并提出了治理措施;筛选出微生物修复菌株2个;明确了农药残留降解菌剂Sphingobium sp.LFJS3-9在茶叶上应用的最佳时间、用量和浓度,制定了农药残留微生物降解技术操作规程,发表论文1篇。在莲都、松阳建立了核心示范基地,两年累计辐射推广应用茶叶农残降解及配套技术3.5万亩,农药防治病虫害年减少5次,农药施用量减少23.5%。松阳千亩技术示范基地平均亩增经济效益648.2元,两年累计新增效益129.64万元。
白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂降解技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一. 邻苯二甲酸酯类塑化剂的危害性邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters, PAEs) 塑化剂是目前全球生产量最大的类塑化剂 (分子结构式见图1),每年产量约600万吨,其中邻苯二甲酸异辛酸酯 (DEHP) 是PAEs塑化剂使用量最大的一个品种 (占比 60%),其次是邻苯二甲酸甲酯 (DMP) 和邻苯二甲酸丁酯 (DBP)。PAEs类塑化剂作为潜在的人体内分泌干扰物、致癌物、诱变剂和致畸剂,即使在较低的浓度下也会损害生殖健康、引起基因突变等。有研究报道称当人体摄入PAEs 1.4×10-2 mg/kg/d就有致癌的风险。PAEs 还容易富集在人体内脏部位,引发肾毒性、神经毒性、肝毒性以及心脏毒性等。PAEs类塑化剂的危害性已经引起全世界广泛的关注,6种 PAEs 已经被我国、欧洲和美国的环保机构列为优先控制的污染物。二. 白酒中塑化剂来源以及限量标准白酒中塑化剂的来源包括:蒸酒时使用塑料管导酒或塑料桶装酒、运输或勾调中使用塑料管道或者塑料容器、贮存原酒的陶坛口密封用塑料布、酒瓶盖中的塑料内层(垫)等。此外,其他酿造过程中涉及到塑料制品均会引起塑化剂的迁移,以及粮食等酿酒原料受到土壤、水体等环境的中的塑化剂污染。液态法白酒或固液法白酒生产中使用的食用酒精和香精香料中塑化剂的污染也是白酒中塑化剂的一个来源。所有这些因素都造成塑化剂迁移进入白酒,诸多因素叠加增加了白酒中塑化剂含量。目前白酒中塑化剂限量标准执行《国家卫生计生委办公厅关于通报成人饮酒者 DEHP和 DBP 初步风险评估结果的函》(国卫办食品函[2013]283 号)文件,其中规定白酒产品DEHP 和DBP 的含量分别在 5.0、1.0mg/kg 以下时为合格。三. 目前使用的去除塑化剂的方法目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白酒产品品质。因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的技术。四. 白酒中塑化剂去除新方法---多肽模拟酶催化剂降解白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂天津科技大学食品科学与工程学院刘继锋课题组开展了多肽模拟酶催化剂PAEs塑化剂的研究,并开发了白酒中 PAEs 塑化剂降解去除技术,其原理是基于活性多肽材料选择目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选NoneNone择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白NoneNone酒产品品质因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的NoneNone技术None性结合并分解特定结构的塑化剂[图2]。五. 项目的工作基础 我们已经针对这些核心技术开展了系统的研究工作,建立了多肽结构设计的理论方法、多肽合成、降解反应器设计等方法,工作基础如下:建立了选择性降解不同塑化剂的多肽设计理论方法,我们已经建立了基于量子力学、分子力学为理论的多肽结构的设计方法,针对不同的塑化剂,例如DEHP、DBP、DMP 设计选择性结合和降解的多肽结构[图4],实现选择性去除塑化剂,同时避免白酒中风味物质的损失。该核心技术是我们课题组原创技术,也是项目的核心竞争力,难以被模仿。2. 研究了 10%乙醇含量中 DEHP的降解条件,设计了降解塑化剂的纤维素膜反应器 根据肽序列中氨基酸疏亲交替排列的原则设计了三条肽序列,将多肽模拟酶通过席夫碱反应共价固定在再生纤维素膜上,制备出了一种可高效降解 DEHP 的降解膜反应器。以 10%乙醇的体系为对象,研究降解条件和降解效果,发现制备的这种膜反应器,在中性、室温条件有效降解 DEHP,12 小时降解效率接近 90%,该反应器并显示出良好的稳定性和可重用性。图4. 多肽选择性结合DEHP、DBP、DMP示意图.。相关研究工作已经发表在专业学术期刊发表(J. Hazard. Mater., 2022, 428:128262, 2020, 389: 123873, 2020, 389: 122074, J. Mater. Chem. B, 2020, 8: 9601-9609,Chem. Commun., 2019, 55:13458-13461.)。图5. 固定了活性多肽的纤维素反应膜反应器应用于塑化剂催化降解示意图.六. 项目实施方案---白酒中塑化剂降解反应器的设计方案流程:⚫ 针对白酒中塑化剂的种类和含量确定需要降解的 PAEs,进行多肽设计,合成多肽;⚫ 并制备含有共价结合纤维素、多孔玻璃、泡沫金属钛化学基团的多肽序列;⚫ 在纤维素膜、多孔玻璃、泡沫金属钛上固定多肽,制备白酒中塑化剂降解反应器。图7. 白酒中塑化剂降解反应器拟使用的多肽结构(上)和固定多肽的(下)的纤维素膜(左)、多孔玻璃(中)、泡沫金属钛(右).七. 工作进度安排分为两个阶段:(一)初期阶段。⚫ 执行时间:3个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 设计出选择性降解 DBP、DEHP 的多肽模拟酶材料;2. 合成上述多肽模拟酶材料并进行实验筛选优化;3. 设计出小批量(1L/天)降解处理白酒中塑化剂的反应器验证性装置。(二)中期计划。执行时间10 个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 规模化合成多肽材料;2. 设计出大批量(1000L/天)降解处理白酒中塑化剂的中试规模反应器。
找到40项技术成果数据。
找技术 >新型纤维素生物质高效降解辅助因子
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
针对木质纤维素生物质降解中底物结构复杂以及纤维素的结晶结构导致其酶解效率低、成本高的问题,本项目开发了一种新型纤维素生物质高效降解辅助因子的制备方法及其应用,该辅助因子为来源于黑曲霉的胞外 AA9 家族多糖单加氧酶(LPMO)。 本项目主要技术内容包括:克隆表达本课题组发现的来源于黑曲霉的 7个潜在的AA9家族LPMO 编码基因,通过研究它们的结构与功能域组成,解析其结合与催化活性位点,构建氧化产物谱,揭示其氧化裂解纤维素多糖链的分子机制,解析其与纤维素酶的协同作用机制,制备纤维素生物质高效降解酶系。 本项目的技术特点:项目研究发现该辅助因子可单独作用于纤维素类底物,对其糖苷键进行 C1位氧化切割产生还原糖,该酶与商品纤维素酶协同作用,可分别将商品纤维素酶诺维信Ctec2 降解微晶纤维素和草粉的还原糖产量提高1-2 倍,从而大大降低纤维素生物质的酶解成本。黑曲霉LPMOs 可有效破坏植物细胞壁纤维素,表明其可作为木质纤维素生物质的高效降解酶系的重要有效组分,本项目的研发成果为揭示纤维素生物质的高效降解机制奠定基础,并为最终高效降解酶系的复配提供指导,项目开发的新型纤维素生物质高效降解辅助因子在生物能源和生物基化学品工业中具有很大的应用潜力和经济效益,对可再生资源纤维素生物质的有效利用并早日实现造福于人类社会有着非常重要的意义。
合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法,包括如下步骤:取4-5千克模拟钻屑加入1300-1400ml的合成基钻井液中进行混合,再加入4-5千克的表层土,然后加入已准备好的有机质2.5千克,最后加入1.5-2.5克肥料,定时通风,温度保持在20oC,定时浇水、混合,每天监测温度和相对湿度,最后用红外分光光度法测定总石油烃TPH值小于1%,说明合成基钻井液及钻屑已生物降解。采用本方法降解后,合成基液的芳烃含量小于1%,对环保不会造成伤害,并且生物降解后的合成基钻井液和钻屑可耕种土壤。
化学农药的微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
化学农药的使用为农业生产作出了重要贡献,然而,由于过量和不正确使用化学农药导致了严重的环境污染、生态系统破坏和农产品质量下降等问题,引起了人们的广泛关注.微生物种类繁多、代谢途径多样、降解各种有机物能力强,在化学农药的降解和修复方面发挥着关键作用.因此,了解化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类、代谢途径和降解关键酶(基因)等具有非常重要的理论意义和指导价值.该项目从全国各地各类农药污染样品中分离、筛选到有机磷、有机氯、有机氮类杀虫剂、杀菌剂和除草剂等各类化学农药降解菌株150多株,其中23株为首次报道从该属(genus)中分离获得该种农药的降解菌株,17株菌株在分类地位上属于新种(novel species) (Int J Syst Evol Microbiol,2010,60(2):408-412),表明化学农药降解微生物菌种资源存在丰富的多样性,也拓宽了对农药降解微生物多样性的认识.阐明了氯氰菊酯、丁草胺、氰氟草酯、三唑磷、乐果、水胺硫磷、甲胺磷、百菌清、噻嗪酮、呋喃丹、多菌灵、乳氟禾草灵、氯嘧磺隆、氟磺胺草醚、敌稗等20余种农药的微生物降解途径,其中首次报道的农药微生物代谢途径10条(FEMS Microbiol Lett,2007,271(2):207-213;Chemosphere, 2010,81(5):639-44;FEMS Microbiol Lett,2009,296(2):203-209;J Agric Food Chem,2010,58(17):9711-9715;Journal of Hazardous Materials,2011,196;412-419).克隆到一个新的菊酯类农药的酯酶基因pytH(蛋白的同源性最高为24%),该酯酶PytH对氯氰菊酯、氯菊酯的降解没有顺反异构选择性,对甲氰菊酯、氰戊菊酯没有手性选择性,不同于以往报道的菊酯水解酶(Applied and Environmental Microbiology,2009,75(17): 5496-5500).克隆到一个全新的百菌清水解脱氯酶基因chd(在氨基酸水平上最高同源性只有29%),该水解脱氯酶Chd在纯水中就能进行水解脱氯反应,是国际上第一个报道的不依赖于CoA和ATP的氯代芳香族化合物的水解脱氯酶.Chd属于金属-β-内酰胺酶超家族,不含有以前报道的氯代烷烃的水解脱氯酶的催化三联体Asp-His-Asp/Glu,其催化机制不同于以往的水解脱氯酶的催化机制(Journal of Bacteriology,2010,192(11):2737-2745).首次报道卤代苯类化合物水解脱卤酶基因chd的水平转移现象,并证明chd基因的水平转移的生态学意义是将百菌清转化为毒性较小的4-羟基百菌清,有助于微生物群落快速适应高浓度百菌清污染的环境(Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77(12): 4268-4272).将Cre/loxP定点重组系统和重叠延伸PCR技术结合建立了一套快捷高效的革兰氏阳性农药降解菌株的基因组操作方法(Applied and Environmental Microbiology, 2008, 74(17): 5556-5562).该项目在阐明化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类多样性、代谢途径和降解关键酶等作出了重要贡献,受到了第三方的高度评价.在筛选到各类化学农药降解菌株中获得国家授权发明专利7项,在降解关键酶研究方面获得国家授权发明专利2项,代表性论文被Nucl. Acids Res、J Bacteriol、Appl Environ Microbiol、Evolutionary Applications、Critical Reviews Environmental Science Technology等高水平杂志引用70余次,受到正面高度评价.
基于自由基的有毒有害污染物降解技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境催化是环境保护和绿色化学最重要的科学与技术基础,也是催化领域发展最为迅速的学科方向之一。通过在研究理论和方法上的不断创新,环境催化必将成为解决环境污染问题的基础和关键。近年来,在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973计划)、浙江省自然科学基金等项目的资助下,项目以医化、染料等典型行业排放的有毒有害污染物的有效转化和降解为目标,采用基于自由基的催化技术将其转化为无/少污染或易降解物质。通过理论和材料创新,研制了新型高活性长寿命催化剂,在微观层面揭示了强化自由基催化活性的规律,开发了针对不同特征污染物的催化转化和降解工艺,丰富和发展了针对典型有机污染物的催化氧化技术理论和方法,为相关污染控制技术的工程应用奠定了基础。主要创新性研究成果如下: (1)实现了二氧化钛材料微结构和表/界面性质的精准调控,阐明了光催化剂微结构和表/界面性质对光催化性能的作用机制。首先探明了杂原子掺杂手段和原子种类对二氧化钛催化剂形态及表面活性粒子传质-反应过程的影响机制;证实了管状结构二氧化钛能增加催化剂表面活性位并提高传质速率、片状结构二氧化钛高比例(001)晶面有利于提高表面能以促进表面光催化反应、球状结构二氧化钛更高的晶化度和多层孔道结构有利于光生电子-空穴的分离;揭示了光催化反应过程活性位、活性粒子的生成及转化机制,为可见光催化降解技术的实际应用提供可靠的理论基础。 (2)开发了基于高级氧化技术的难生化有机废水处理新方法,揭示了催化氧化过程中活性物种的生成机制和关键影响因素。发现采用臭氧联用技术(O3/超声、O3/电絮凝、O3/紫外)可大大提高臭氧氧化能力,提升化工、染料等废水的处理效率;首次制备了稀土改性Al2O3催化剂用于非均相催化臭氧化,证实催化活性与稀土载量、表面羟基基团数量、催化剂比表面积正相关,而形貌和维数不是影响催化效果的决定因素;采用稳定、廉价的硫酸盐为氧化剂,建立了碳材料/过渡金属复合催化剂强化处理难生化废水,实现有机污染物预富集-氧化降解同步进行。为新型高级氧化技术的开发及其实际废水处理提供理论依据。 (3)通过表面改性和方法优化实现了高活性、长寿命催化电极材料的可控制备,揭示了污染物电催化氧化/还原过程的反应机理。率先发现Pr掺杂改性制得的Ti/SnO2-Sb/PbO2-Pr电极可促进电极氧空位和羟基自由基基团的生成,克服传统PbO2电极低电子利用效率、易溶出等缺点。创新地采用化学沉积法、脉冲沉积法等研制了系列脱卤电极,克服传统电极易中毒失活、产物难脱附等问题,实现多种卤代有机污染物的有效控制,为电催化脱卤的实际应用提供了科学依据。 本项目在相关领域发表SCI收录论文68余篇,被引用2147次。10篇代表作发表在Environmental Science & Technology (IF = 6.653),Journal of Physical Chemistry C (IF = 4.484),Journal of Hazardous Materials (IF = 6.434),Electrochimica Acta (IF = 5.116),Chemosphere (IF = 4.427)等高影响力期刊上。截至2018年11月29日,经Web of Science检索,被引用1009次,受到国内外同行的高度关注。此外,项目成果还获得授权国家发明专利4件,培养博士研究生8名,硕士研究生70余名。
高温降解污泥新技术
成熟度:可规模生产
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本公司主要采用的是环保、高效、特殊菌群对污泥进行快速破壁与机械脱水及高温菌群消解相结合的新技术,把污泥含水率降低至40%,脱水后的污泥进行高温菌群消解发酵,30分钟后臭味消除,2小时后钝化重金属,发酵启动快,堆积24小时后,堆体温度上升60~65℃,48小时后堆温达到70℃以上,95℃以下,此温度保持3天,物料腐熟快,使用该高温菌剂后,强烈分解功能使纤维素类物质等在自然条件下难分解的物质加速分解,同时物料腐熟彻底,臭味去除迅速,重金属得到有效的吸附及钝化,能使污泥快速减容,污泥的体积减量至原来的1/5左右。我公司此项整套技术已申报中华人民共和国国家知识产权局发明专利,专利号为201110199742.8。
一种秸秆渗漉降解装置
成熟度:正在研发
技术类型:实用新型
应用行业:制造业
技术简介
一种秸秆渗漉降解装置属于农业生产领域,包括收集桶、渗滤桶、喷头、回流管、旋转接头、支撑架和泵,渗滤桶放在收集桶里,渗滤桶的表面上开有小孔,其上端设有外边沿,外边沿能放置在收集桶的上端面,收集桶底部和渗滤桶底部有一定的距离;泵的进口端与收集桶底部相连接,泵的出口连接回流管,回流管通过支撑架与收集桶固定在一起,在回流管的上方装有旋转接头,喷头装在回流管出口。秸秆装在渗滤桶里,泵将收集桶底部的液体抽上来,通过喷头淋洗在秸秆上,然后液体又通过渗滤桶上的小孔流入到收集桶内,由此形成循环,改善了微生物发酵的供氧及营养条件,大大加强了微生物的降解作用,从而有效提升了秸秆的降解效率。
N-杂环环境有害物微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境污染是人类面临的严峻问题,环境保护与污染防治是实现国家经济和环境可持续发展战略的重要前提。高效降解环境中有害污染物的微生物制品研究,能够为环境保护与污染防治提供技术支撑。环境废弃物中所含的含N-杂环有机污染物等严重污染大气、水和土壤。微生物降解被认为是最有潜力的环境修复方法,因而,对此类有机污染物的微生物降解机理研究具有重要的科学意义和应用价值。微生物分解代谢是处理含N-杂环污染物最具潜力的手段。 本项目利用环境科学、生命科学、化学、计算科学等学科的研究手段,解决了N-杂环污染物微生物分解代谢的关键科学问题, (1)微生物分解代谢资源的挖掘和剖析; (2)微生物分解代谢资源与技术的整合,为改善环境、实现经济可持续发展提供支撑技术和创新源泉,主要发现点如下: 1. 建立和完善了从土壤、污水以及海洋等多种环境中发掘出功能型微生物资源的技术,同时对微生物基因组测序、注释、比较基因组分析,以及从微生物基因组中快速挖掘功能基因元件的研究平台。分离了数株对含N-杂环有机污染物如咔唑、尼古丁等降解效率较高的微生物,并完成了多株高效菌株的基因组序列测定,发现了多个降解相关新基因,这个庞大而丰富的微生物资源库为本项目奠定了坚实的基础。 2. 深度解析N-杂环污染物-尼古丁降解的分子机理,绘制了菌株S16尼古丁代谢的完整途径,首次从分子水平系统阐明了困惑科学家近60年的假单胞菌代谢尼古丁的吡咯代谢主途径的机制,发现该途径与人体代谢尼古丁的2’羟基化途径类似,将为难降解有机污染物微生物分解代谢机制的解析和相关生物资源有效利用提供指导和帮助。通过克隆尼古丁降解的调控蛋白NicR2,发现其包含helix-turn-helix (HTH) motif,但其结合DNA的方式却与β-片型调控蛋白类似,由此提出了一种新的HTH型调控蛋白结合DNA的模型。这项工作填补了假单胞菌代谢尼古丁的调控机制研究领域内空白,丰富了原核生物中转录调控蛋白的多样性,研究成果以封面论文在微生物学顶级期刊Mol. Microbiol.发表。此外,阐明了2,5-DHP双加氧酶和HSP羟化酶的催化机理,并解析了马来酸异构酶、N-甲酰马来酰胺酸脱甲酰基酶和马来酰胺酸脱氨基酶的结构,研究结果发表在国际微生物学和生物化学领域主流期刊如PLoS Genet.、Mol. Microbiol.、J. Biol. Chem.、J. Bacteriol.及Appl. Envrion. Microbiol.上。 3. 石油中含氮有机化合物在油品生产加工中可引起贵重的催化剂中毒,在油品储藏中有机氮化物的存在降低了油品的抗氧化稳定性,油品燃烧后有机含氮化合物以污染物NOx的形式排入大气。石油中含氮化合物包括吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚、咔唑等及其同系物,但主要为咔唑及其烷基衍生物。从国内多个省份及从石油污染地点采集的土样、水样通过富集培养方法,筛选得到多株咔唑降解菌,XLDN4-9及XLDN2-5。通过气质联用和高分辨质谱等手段,分析了XLDN2-5代谢咔唑的产物,在代谢物水平上勾勒了该菌株代谢咔唑的途径。克隆了菌株XLDN2-5代谢咔唑的上游基因簇,发现其基因簇与插入序列IS6100紧密相连,组成转座子结构。克隆了菌株XLDN2-5代谢邻苯二酚的咔唑降解下游基因簇,该基因簇的基因排列顺序与已报道的所有邻苯二酚降解基因簇都大不相同,是一个新型的邻苯二酚间位裂解基因簇。首次报道了将咔唑降解基因导入脱硫菌株中,并获得成功;构建的重组菌株可以同时有效地降解原油中的硫、氮杂环并不损失燃烧值。 在N-杂环环境污染物毒物的微生物分解代谢领域内,从“点”-调控、生化机理与结构生物学研究到“面”-氮杂环降解菌株筛选与研究,研究团队都做出了突出贡献。本项目发表SCI论文50多篇,大部分在应用与环境生物技术领域主流刊物如PLoS Genet、MM、Metab Eng、Green Chem、Sci Rep、JBC、JB、AEM、EST等。培养了美国国家发明家科学院(National Academy of Inventors, NAI)院士、美国医学生物工程院会士(American Institute for Medical and Biological Engineering, AIMBE)1名,中科院百人计划入选者1名,自然基金委优秀青年基金1名,上海市青年科技启明星1名,上海市浦江人才1名。实现了微生物代谢有害物资与环境修复工程基础的理论突破,为微生物降解环境有害物质的研究与应用提供支撑体系。
在超声辐射作用下聚合物的降解和接枝(嵌段)共聚
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
采用超声技术发展了一种合成具有指定性能的嵌段(接枝)共聚物的新方法,其中有数种难于用一般化学方法合成。并研究了五种高聚物在水和其它溶剂中的超声降解规律,利用生成大分子自由基的交叉共聚和引发单体合成了五种新的嵌段(接枝)共聚物,并用现代测试技术,对其作了结构分析和鉴定,结合油、气田的要求,对部分产物进行了性能测试。
农药残留微生物降解技术在茶叶上示范推广
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
项目主要研究内容:通过在松阳县建立1000亩茶园示范基地(其中核心示范区200亩),进行土壤及茶叶农药残留检测,推广使用农药残留降解菌剂,结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它园艺措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,并在全市推广应用。具体内容包括:基本情况调查,取样分析丽水茶园土壤及茶叶中农药、重金属污染及土壤肥力现状。根据土壤及茶叶中主要农药残留的问题,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂。针对茶园的实际环境进行应用条件试验,包括最佳用菌量、用菌时间及不同季节温度条件、不同农药浓度下的降解效果,进一步解决规模化推广应用技术问题,建立一套行之有效的土壤和茶叶中农药残留微生物修复操作规范。结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它农业措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,在全市推广应用。项目主要技术经济指标:主要技术指标:在全市取样收集土壤样本10000份以上,土壤肥力检测率100%,土壤中农药、重金属污染情况抽检率不低于2%,总结提交1份全市土壤农药、重金属污染现状报告,并提出有效治理措施。全面掌握示范基地土壤中农药、重金属污染情况,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂,使土壤环境符合绿色食品生产要求。在核心试验基地进行应用条件试验,并提交试验报告及检测报告。示范基地病虫防治次数减少4次以上,农药使用量减少20%以上,产量增加5%以上,生产的茶叶符合无公害茶叶标准或绿色食品标准。通过项目实施,三年内全市累计在茶叶上推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术20000亩次以上。主要经济指标:在松阳千亩示范基地,全年病虫防治不高于8次,比平均12次减少4次,农药成本减少20%以上。项目实施后,松阳千亩示范基地茶青产量比平均增加5%以上,每年每亩节本增效600元以上。松阳千亩示范基地推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术,按二年计,可实现农民增收成120万元以上。项目实施成果:在全市采集土壤样本12000份,在对其进行肥力检测的同时,抽取了200余个样本进行了农药、重金属检测,形成了重金属污染现状报告,并提出了治理措施;筛选出微生物修复菌株2个;明确了农药残留降解菌剂Sphingobium sp.LFJS3-9在茶叶上应用的最佳时间、用量和浓度,制定了农药残留微生物降解技术操作规程,发表论文1篇。在莲都、松阳建立了核心示范基地,两年累计辐射推广应用茶叶农残降解及配套技术3.5万亩,农药防治病虫害年减少5次,农药施用量减少23.5%。松阳千亩技术示范基地平均亩增经济效益648.2元,两年累计新增效益129.64万元。
白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂降解技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一. 邻苯二甲酸酯类塑化剂的危害性邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters, PAEs) 塑化剂是目前全球生产量最大的类塑化剂 (分子结构式见图1),每年产量约600万吨,其中邻苯二甲酸异辛酸酯 (DEHP) 是PAEs塑化剂使用量最大的一个品种 (占比 60%),其次是邻苯二甲酸甲酯 (DMP) 和邻苯二甲酸丁酯 (DBP)。PAEs类塑化剂作为潜在的人体内分泌干扰物、致癌物、诱变剂和致畸剂,即使在较低的浓度下也会损害生殖健康、引起基因突变等。有研究报道称当人体摄入PAEs 1.4×10-2 mg/kg/d就有致癌的风险。PAEs 还容易富集在人体内脏部位,引发肾毒性、神经毒性、肝毒性以及心脏毒性等。PAEs类塑化剂的危害性已经引起全世界广泛的关注,6种 PAEs 已经被我国、欧洲和美国的环保机构列为优先控制的污染物。二. 白酒中塑化剂来源以及限量标准白酒中塑化剂的来源包括:蒸酒时使用塑料管导酒或塑料桶装酒、运输或勾调中使用塑料管道或者塑料容器、贮存原酒的陶坛口密封用塑料布、酒瓶盖中的塑料内层(垫)等。此外,其他酿造过程中涉及到塑料制品均会引起塑化剂的迁移,以及粮食等酿酒原料受到土壤、水体等环境的中的塑化剂污染。液态法白酒或固液法白酒生产中使用的食用酒精和香精香料中塑化剂的污染也是白酒中塑化剂的一个来源。所有这些因素都造成塑化剂迁移进入白酒,诸多因素叠加增加了白酒中塑化剂含量。目前白酒中塑化剂限量标准执行《国家卫生计生委办公厅关于通报成人饮酒者 DEHP和 DBP 初步风险评估结果的函》(国卫办食品函[2013]283 号)文件,其中规定白酒产品DEHP 和DBP 的含量分别在 5.0、1.0mg/kg 以下时为合格。三. 目前使用的去除塑化剂的方法目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白酒产品品质。因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的技术。四. 白酒中塑化剂去除新方法---多肽模拟酶催化剂降解白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂天津科技大学食品科学与工程学院刘继锋课题组开展了多肽模拟酶催化剂PAEs塑化剂的研究,并开发了白酒中 PAEs 塑化剂降解去除技术,其原理是基于活性多肽材料选择目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选NoneNone择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白NoneNone酒产品品质因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的NoneNone技术None性结合并分解特定结构的塑化剂[图2]。五. 项目的工作基础 我们已经针对这些核心技术开展了系统的研究工作,建立了多肽结构设计的理论方法、多肽合成、降解反应器设计等方法,工作基础如下:建立了选择性降解不同塑化剂的多肽设计理论方法,我们已经建立了基于量子力学、分子力学为理论的多肽结构的设计方法,针对不同的塑化剂,例如DEHP、DBP、DMP 设计选择性结合和降解的多肽结构[图4],实现选择性去除塑化剂,同时避免白酒中风味物质的损失。该核心技术是我们课题组原创技术,也是项目的核心竞争力,难以被模仿。2. 研究了 10%乙醇含量中 DEHP的降解条件,设计了降解塑化剂的纤维素膜反应器 根据肽序列中氨基酸疏亲交替排列的原则设计了三条肽序列,将多肽模拟酶通过席夫碱反应共价固定在再生纤维素膜上,制备出了一种可高效降解 DEHP 的降解膜反应器。以 10%乙醇的体系为对象,研究降解条件和降解效果,发现制备的这种膜反应器,在中性、室温条件有效降解 DEHP,12 小时降解效率接近 90%,该反应器并显示出良好的稳定性和可重用性。图4. 多肽选择性结合DEHP、DBP、DMP示意图.。相关研究工作已经发表在专业学术期刊发表(J. Hazard. Mater., 2022, 428:128262, 2020, 389: 123873, 2020, 389: 122074, J. Mater. Chem. B, 2020, 8: 9601-9609,Chem. Commun., 2019, 55:13458-13461.)。图5. 固定了活性多肽的纤维素反应膜反应器应用于塑化剂催化降解示意图.六. 项目实施方案---白酒中塑化剂降解反应器的设计方案流程:⚫ 针对白酒中塑化剂的种类和含量确定需要降解的 PAEs,进行多肽设计,合成多肽;⚫ 并制备含有共价结合纤维素、多孔玻璃、泡沫金属钛化学基团的多肽序列;⚫ 在纤维素膜、多孔玻璃、泡沫金属钛上固定多肽,制备白酒中塑化剂降解反应器。图7. 白酒中塑化剂降解反应器拟使用的多肽结构(上)和固定多肽的(下)的纤维素膜(左)、多孔玻璃(中)、泡沫金属钛(右).七. 工作进度安排分为两个阶段:(一)初期阶段。⚫ 执行时间:3个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 设计出选择性降解 DBP、DEHP 的多肽模拟酶材料;2. 合成上述多肽模拟酶材料并进行实验筛选优化;3. 设计出小批量(1L/天)降解处理白酒中塑化剂的反应器验证性装置。(二)中期计划。执行时间10 个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 规模化合成多肽材料;2. 设计出大批量(1000L/天)降解处理白酒中塑化剂的中试规模反应器。
找到40项技术成果数据。
找技术 >新型纤维素生物质高效降解辅助因子
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
针对木质纤维素生物质降解中底物结构复杂以及纤维素的结晶结构导致其酶解效率低、成本高的问题,本项目开发了一种新型纤维素生物质高效降解辅助因子的制备方法及其应用,该辅助因子为来源于黑曲霉的胞外 AA9 家族多糖单加氧酶(LPMO)。 本项目主要技术内容包括:克隆表达本课题组发现的来源于黑曲霉的 7个潜在的AA9家族LPMO 编码基因,通过研究它们的结构与功能域组成,解析其结合与催化活性位点,构建氧化产物谱,揭示其氧化裂解纤维素多糖链的分子机制,解析其与纤维素酶的协同作用机制,制备纤维素生物质高效降解酶系。 本项目的技术特点:项目研究发现该辅助因子可单独作用于纤维素类底物,对其糖苷键进行 C1位氧化切割产生还原糖,该酶与商品纤维素酶协同作用,可分别将商品纤维素酶诺维信Ctec2 降解微晶纤维素和草粉的还原糖产量提高1-2 倍,从而大大降低纤维素生物质的酶解成本。黑曲霉LPMOs 可有效破坏植物细胞壁纤维素,表明其可作为木质纤维素生物质的高效降解酶系的重要有效组分,本项目的研发成果为揭示纤维素生物质的高效降解机制奠定基础,并为最终高效降解酶系的复配提供指导,项目开发的新型纤维素生物质高效降解辅助因子在生物能源和生物基化学品工业中具有很大的应用潜力和经济效益,对可再生资源纤维素生物质的有效利用并早日实现造福于人类社会有着非常重要的意义。
合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法,包括如下步骤:取4-5千克模拟钻屑加入1300-1400ml的合成基钻井液中进行混合,再加入4-5千克的表层土,然后加入已准备好的有机质2.5千克,最后加入1.5-2.5克肥料,定时通风,温度保持在20oC,定时浇水、混合,每天监测温度和相对湿度,最后用红外分光光度法测定总石油烃TPH值小于1%,说明合成基钻井液及钻屑已生物降解。采用本方法降解后,合成基液的芳烃含量小于1%,对环保不会造成伤害,并且生物降解后的合成基钻井液和钻屑可耕种土壤。
化学农药的微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
化学农药的使用为农业生产作出了重要贡献,然而,由于过量和不正确使用化学农药导致了严重的环境污染、生态系统破坏和农产品质量下降等问题,引起了人们的广泛关注.微生物种类繁多、代谢途径多样、降解各种有机物能力强,在化学农药的降解和修复方面发挥着关键作用.因此,了解化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类、代谢途径和降解关键酶(基因)等具有非常重要的理论意义和指导价值.该项目从全国各地各类农药污染样品中分离、筛选到有机磷、有机氯、有机氮类杀虫剂、杀菌剂和除草剂等各类化学农药降解菌株150多株,其中23株为首次报道从该属(genus)中分离获得该种农药的降解菌株,17株菌株在分类地位上属于新种(novel species) (Int J Syst Evol Microbiol,2010,60(2):408-412),表明化学农药降解微生物菌种资源存在丰富的多样性,也拓宽了对农药降解微生物多样性的认识.阐明了氯氰菊酯、丁草胺、氰氟草酯、三唑磷、乐果、水胺硫磷、甲胺磷、百菌清、噻嗪酮、呋喃丹、多菌灵、乳氟禾草灵、氯嘧磺隆、氟磺胺草醚、敌稗等20余种农药的微生物降解途径,其中首次报道的农药微生物代谢途径10条(FEMS Microbiol Lett,2007,271(2):207-213;Chemosphere, 2010,81(5):639-44;FEMS Microbiol Lett,2009,296(2):203-209;J Agric Food Chem,2010,58(17):9711-9715;Journal of Hazardous Materials,2011,196;412-419).克隆到一个新的菊酯类农药的酯酶基因pytH(蛋白的同源性最高为24%),该酯酶PytH对氯氰菊酯、氯菊酯的降解没有顺反异构选择性,对甲氰菊酯、氰戊菊酯没有手性选择性,不同于以往报道的菊酯水解酶(Applied and Environmental Microbiology,2009,75(17): 5496-5500).克隆到一个全新的百菌清水解脱氯酶基因chd(在氨基酸水平上最高同源性只有29%),该水解脱氯酶Chd在纯水中就能进行水解脱氯反应,是国际上第一个报道的不依赖于CoA和ATP的氯代芳香族化合物的水解脱氯酶.Chd属于金属-β-内酰胺酶超家族,不含有以前报道的氯代烷烃的水解脱氯酶的催化三联体Asp-His-Asp/Glu,其催化机制不同于以往的水解脱氯酶的催化机制(Journal of Bacteriology,2010,192(11):2737-2745).首次报道卤代苯类化合物水解脱卤酶基因chd的水平转移现象,并证明chd基因的水平转移的生态学意义是将百菌清转化为毒性较小的4-羟基百菌清,有助于微生物群落快速适应高浓度百菌清污染的环境(Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77(12): 4268-4272).将Cre/loxP定点重组系统和重叠延伸PCR技术结合建立了一套快捷高效的革兰氏阳性农药降解菌株的基因组操作方法(Applied and Environmental Microbiology, 2008, 74(17): 5556-5562).该项目在阐明化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类多样性、代谢途径和降解关键酶等作出了重要贡献,受到了第三方的高度评价.在筛选到各类化学农药降解菌株中获得国家授权发明专利7项,在降解关键酶研究方面获得国家授权发明专利2项,代表性论文被Nucl. Acids Res、J Bacteriol、Appl Environ Microbiol、Evolutionary Applications、Critical Reviews Environmental Science Technology等高水平杂志引用70余次,受到正面高度评价.
基于自由基的有毒有害污染物降解技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境催化是环境保护和绿色化学最重要的科学与技术基础,也是催化领域发展最为迅速的学科方向之一。通过在研究理论和方法上的不断创新,环境催化必将成为解决环境污染问题的基础和关键。近年来,在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973计划)、浙江省自然科学基金等项目的资助下,项目以医化、染料等典型行业排放的有毒有害污染物的有效转化和降解为目标,采用基于自由基的催化技术将其转化为无/少污染或易降解物质。通过理论和材料创新,研制了新型高活性长寿命催化剂,在微观层面揭示了强化自由基催化活性的规律,开发了针对不同特征污染物的催化转化和降解工艺,丰富和发展了针对典型有机污染物的催化氧化技术理论和方法,为相关污染控制技术的工程应用奠定了基础。主要创新性研究成果如下: (1)实现了二氧化钛材料微结构和表/界面性质的精准调控,阐明了光催化剂微结构和表/界面性质对光催化性能的作用机制。首先探明了杂原子掺杂手段和原子种类对二氧化钛催化剂形态及表面活性粒子传质-反应过程的影响机制;证实了管状结构二氧化钛能增加催化剂表面活性位并提高传质速率、片状结构二氧化钛高比例(001)晶面有利于提高表面能以促进表面光催化反应、球状结构二氧化钛更高的晶化度和多层孔道结构有利于光生电子-空穴的分离;揭示了光催化反应过程活性位、活性粒子的生成及转化机制,为可见光催化降解技术的实际应用提供可靠的理论基础。 (2)开发了基于高级氧化技术的难生化有机废水处理新方法,揭示了催化氧化过程中活性物种的生成机制和关键影响因素。发现采用臭氧联用技术(O3/超声、O3/电絮凝、O3/紫外)可大大提高臭氧氧化能力,提升化工、染料等废水的处理效率;首次制备了稀土改性Al2O3催化剂用于非均相催化臭氧化,证实催化活性与稀土载量、表面羟基基团数量、催化剂比表面积正相关,而形貌和维数不是影响催化效果的决定因素;采用稳定、廉价的硫酸盐为氧化剂,建立了碳材料/过渡金属复合催化剂强化处理难生化废水,实现有机污染物预富集-氧化降解同步进行。为新型高级氧化技术的开发及其实际废水处理提供理论依据。 (3)通过表面改性和方法优化实现了高活性、长寿命催化电极材料的可控制备,揭示了污染物电催化氧化/还原过程的反应机理。率先发现Pr掺杂改性制得的Ti/SnO2-Sb/PbO2-Pr电极可促进电极氧空位和羟基自由基基团的生成,克服传统PbO2电极低电子利用效率、易溶出等缺点。创新地采用化学沉积法、脉冲沉积法等研制了系列脱卤电极,克服传统电极易中毒失活、产物难脱附等问题,实现多种卤代有机污染物的有效控制,为电催化脱卤的实际应用提供了科学依据。 本项目在相关领域发表SCI收录论文68余篇,被引用2147次。10篇代表作发表在Environmental Science & Technology (IF = 6.653),Journal of Physical Chemistry C (IF = 4.484),Journal of Hazardous Materials (IF = 6.434),Electrochimica Acta (IF = 5.116),Chemosphere (IF = 4.427)等高影响力期刊上。截至2018年11月29日,经Web of Science检索,被引用1009次,受到国内外同行的高度关注。此外,项目成果还获得授权国家发明专利4件,培养博士研究生8名,硕士研究生70余名。
高温降解污泥新技术
成熟度:可规模生产
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本公司主要采用的是环保、高效、特殊菌群对污泥进行快速破壁与机械脱水及高温菌群消解相结合的新技术,把污泥含水率降低至40%,脱水后的污泥进行高温菌群消解发酵,30分钟后臭味消除,2小时后钝化重金属,发酵启动快,堆积24小时后,堆体温度上升60~65℃,48小时后堆温达到70℃以上,95℃以下,此温度保持3天,物料腐熟快,使用该高温菌剂后,强烈分解功能使纤维素类物质等在自然条件下难分解的物质加速分解,同时物料腐熟彻底,臭味去除迅速,重金属得到有效的吸附及钝化,能使污泥快速减容,污泥的体积减量至原来的1/5左右。我公司此项整套技术已申报中华人民共和国国家知识产权局发明专利,专利号为201110199742.8。
一种秸秆渗漉降解装置
成熟度:正在研发
技术类型:实用新型
应用行业:制造业
技术简介
一种秸秆渗漉降解装置属于农业生产领域,包括收集桶、渗滤桶、喷头、回流管、旋转接头、支撑架和泵,渗滤桶放在收集桶里,渗滤桶的表面上开有小孔,其上端设有外边沿,外边沿能放置在收集桶的上端面,收集桶底部和渗滤桶底部有一定的距离;泵的进口端与收集桶底部相连接,泵的出口连接回流管,回流管通过支撑架与收集桶固定在一起,在回流管的上方装有旋转接头,喷头装在回流管出口。秸秆装在渗滤桶里,泵将收集桶底部的液体抽上来,通过喷头淋洗在秸秆上,然后液体又通过渗滤桶上的小孔流入到收集桶内,由此形成循环,改善了微生物发酵的供氧及营养条件,大大加强了微生物的降解作用,从而有效提升了秸秆的降解效率。
N-杂环环境有害物微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境污染是人类面临的严峻问题,环境保护与污染防治是实现国家经济和环境可持续发展战略的重要前提。高效降解环境中有害污染物的微生物制品研究,能够为环境保护与污染防治提供技术支撑。环境废弃物中所含的含N-杂环有机污染物等严重污染大气、水和土壤。微生物降解被认为是最有潜力的环境修复方法,因而,对此类有机污染物的微生物降解机理研究具有重要的科学意义和应用价值。微生物分解代谢是处理含N-杂环污染物最具潜力的手段。 本项目利用环境科学、生命科学、化学、计算科学等学科的研究手段,解决了N-杂环污染物微生物分解代谢的关键科学问题, (1)微生物分解代谢资源的挖掘和剖析; (2)微生物分解代谢资源与技术的整合,为改善环境、实现经济可持续发展提供支撑技术和创新源泉,主要发现点如下: 1. 建立和完善了从土壤、污水以及海洋等多种环境中发掘出功能型微生物资源的技术,同时对微生物基因组测序、注释、比较基因组分析,以及从微生物基因组中快速挖掘功能基因元件的研究平台。分离了数株对含N-杂环有机污染物如咔唑、尼古丁等降解效率较高的微生物,并完成了多株高效菌株的基因组序列测定,发现了多个降解相关新基因,这个庞大而丰富的微生物资源库为本项目奠定了坚实的基础。 2. 深度解析N-杂环污染物-尼古丁降解的分子机理,绘制了菌株S16尼古丁代谢的完整途径,首次从分子水平系统阐明了困惑科学家近60年的假单胞菌代谢尼古丁的吡咯代谢主途径的机制,发现该途径与人体代谢尼古丁的2’羟基化途径类似,将为难降解有机污染物微生物分解代谢机制的解析和相关生物资源有效利用提供指导和帮助。通过克隆尼古丁降解的调控蛋白NicR2,发现其包含helix-turn-helix (HTH) motif,但其结合DNA的方式却与β-片型调控蛋白类似,由此提出了一种新的HTH型调控蛋白结合DNA的模型。这项工作填补了假单胞菌代谢尼古丁的调控机制研究领域内空白,丰富了原核生物中转录调控蛋白的多样性,研究成果以封面论文在微生物学顶级期刊Mol. Microbiol.发表。此外,阐明了2,5-DHP双加氧酶和HSP羟化酶的催化机理,并解析了马来酸异构酶、N-甲酰马来酰胺酸脱甲酰基酶和马来酰胺酸脱氨基酶的结构,研究结果发表在国际微生物学和生物化学领域主流期刊如PLoS Genet.、Mol. Microbiol.、J. Biol. Chem.、J. Bacteriol.及Appl. Envrion. Microbiol.上。 3. 石油中含氮有机化合物在油品生产加工中可引起贵重的催化剂中毒,在油品储藏中有机氮化物的存在降低了油品的抗氧化稳定性,油品燃烧后有机含氮化合物以污染物NOx的形式排入大气。石油中含氮化合物包括吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚、咔唑等及其同系物,但主要为咔唑及其烷基衍生物。从国内多个省份及从石油污染地点采集的土样、水样通过富集培养方法,筛选得到多株咔唑降解菌,XLDN4-9及XLDN2-5。通过气质联用和高分辨质谱等手段,分析了XLDN2-5代谢咔唑的产物,在代谢物水平上勾勒了该菌株代谢咔唑的途径。克隆了菌株XLDN2-5代谢咔唑的上游基因簇,发现其基因簇与插入序列IS6100紧密相连,组成转座子结构。克隆了菌株XLDN2-5代谢邻苯二酚的咔唑降解下游基因簇,该基因簇的基因排列顺序与已报道的所有邻苯二酚降解基因簇都大不相同,是一个新型的邻苯二酚间位裂解基因簇。首次报道了将咔唑降解基因导入脱硫菌株中,并获得成功;构建的重组菌株可以同时有效地降解原油中的硫、氮杂环并不损失燃烧值。 在N-杂环环境污染物毒物的微生物分解代谢领域内,从“点”-调控、生化机理与结构生物学研究到“面”-氮杂环降解菌株筛选与研究,研究团队都做出了突出贡献。本项目发表SCI论文50多篇,大部分在应用与环境生物技术领域主流刊物如PLoS Genet、MM、Metab Eng、Green Chem、Sci Rep、JBC、JB、AEM、EST等。培养了美国国家发明家科学院(National Academy of Inventors, NAI)院士、美国医学生物工程院会士(American Institute for Medical and Biological Engineering, AIMBE)1名,中科院百人计划入选者1名,自然基金委优秀青年基金1名,上海市青年科技启明星1名,上海市浦江人才1名。实现了微生物代谢有害物资与环境修复工程基础的理论突破,为微生物降解环境有害物质的研究与应用提供支撑体系。
在超声辐射作用下聚合物的降解和接枝(嵌段)共聚
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
采用超声技术发展了一种合成具有指定性能的嵌段(接枝)共聚物的新方法,其中有数种难于用一般化学方法合成。并研究了五种高聚物在水和其它溶剂中的超声降解规律,利用生成大分子自由基的交叉共聚和引发单体合成了五种新的嵌段(接枝)共聚物,并用现代测试技术,对其作了结构分析和鉴定,结合油、气田的要求,对部分产物进行了性能测试。
农药残留微生物降解技术在茶叶上示范推广
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
项目主要研究内容:通过在松阳县建立1000亩茶园示范基地(其中核心示范区200亩),进行土壤及茶叶农药残留检测,推广使用农药残留降解菌剂,结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它园艺措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,并在全市推广应用。具体内容包括:基本情况调查,取样分析丽水茶园土壤及茶叶中农药、重金属污染及土壤肥力现状。根据土壤及茶叶中主要农药残留的问题,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂。针对茶园的实际环境进行应用条件试验,包括最佳用菌量、用菌时间及不同季节温度条件、不同农药浓度下的降解效果,进一步解决规模化推广应用技术问题,建立一套行之有效的土壤和茶叶中农药残留微生物修复操作规范。结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它农业措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,在全市推广应用。项目主要技术经济指标:主要技术指标:在全市取样收集土壤样本10000份以上,土壤肥力检测率100%,土壤中农药、重金属污染情况抽检率不低于2%,总结提交1份全市土壤农药、重金属污染现状报告,并提出有效治理措施。全面掌握示范基地土壤中农药、重金属污染情况,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂,使土壤环境符合绿色食品生产要求。在核心试验基地进行应用条件试验,并提交试验报告及检测报告。示范基地病虫防治次数减少4次以上,农药使用量减少20%以上,产量增加5%以上,生产的茶叶符合无公害茶叶标准或绿色食品标准。通过项目实施,三年内全市累计在茶叶上推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术20000亩次以上。主要经济指标:在松阳千亩示范基地,全年病虫防治不高于8次,比平均12次减少4次,农药成本减少20%以上。项目实施后,松阳千亩示范基地茶青产量比平均增加5%以上,每年每亩节本增效600元以上。松阳千亩示范基地推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术,按二年计,可实现农民增收成120万元以上。项目实施成果:在全市采集土壤样本12000份,在对其进行肥力检测的同时,抽取了200余个样本进行了农药、重金属检测,形成了重金属污染现状报告,并提出了治理措施;筛选出微生物修复菌株2个;明确了农药残留降解菌剂Sphingobium sp.LFJS3-9在茶叶上应用的最佳时间、用量和浓度,制定了农药残留微生物降解技术操作规程,发表论文1篇。在莲都、松阳建立了核心示范基地,两年累计辐射推广应用茶叶农残降解及配套技术3.5万亩,农药防治病虫害年减少5次,农药施用量减少23.5%。松阳千亩技术示范基地平均亩增经济效益648.2元,两年累计新增效益129.64万元。
白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂降解技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一. 邻苯二甲酸酯类塑化剂的危害性邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters, PAEs) 塑化剂是目前全球生产量最大的类塑化剂 (分子结构式见图1),每年产量约600万吨,其中邻苯二甲酸异辛酸酯 (DEHP) 是PAEs塑化剂使用量最大的一个品种 (占比 60%),其次是邻苯二甲酸甲酯 (DMP) 和邻苯二甲酸丁酯 (DBP)。PAEs类塑化剂作为潜在的人体内分泌干扰物、致癌物、诱变剂和致畸剂,即使在较低的浓度下也会损害生殖健康、引起基因突变等。有研究报道称当人体摄入PAEs 1.4×10-2 mg/kg/d就有致癌的风险。PAEs 还容易富集在人体内脏部位,引发肾毒性、神经毒性、肝毒性以及心脏毒性等。PAEs类塑化剂的危害性已经引起全世界广泛的关注,6种 PAEs 已经被我国、欧洲和美国的环保机构列为优先控制的污染物。二. 白酒中塑化剂来源以及限量标准白酒中塑化剂的来源包括:蒸酒时使用塑料管导酒或塑料桶装酒、运输或勾调中使用塑料管道或者塑料容器、贮存原酒的陶坛口密封用塑料布、酒瓶盖中的塑料内层(垫)等。此外,其他酿造过程中涉及到塑料制品均会引起塑化剂的迁移,以及粮食等酿酒原料受到土壤、水体等环境的中的塑化剂污染。液态法白酒或固液法白酒生产中使用的食用酒精和香精香料中塑化剂的污染也是白酒中塑化剂的一个来源。所有这些因素都造成塑化剂迁移进入白酒,诸多因素叠加增加了白酒中塑化剂含量。目前白酒中塑化剂限量标准执行《国家卫生计生委办公厅关于通报成人饮酒者 DEHP和 DBP 初步风险评估结果的函》(国卫办食品函[2013]283 号)文件,其中规定白酒产品DEHP 和DBP 的含量分别在 5.0、1.0mg/kg 以下时为合格。三. 目前使用的去除塑化剂的方法目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白酒产品品质。因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的技术。四. 白酒中塑化剂去除新方法---多肽模拟酶催化剂降解白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂天津科技大学食品科学与工程学院刘继锋课题组开展了多肽模拟酶催化剂PAEs塑化剂的研究,并开发了白酒中 PAEs 塑化剂降解去除技术,其原理是基于活性多肽材料选择目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选NoneNone择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白NoneNone酒产品品质因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的NoneNone技术None性结合并分解特定结构的塑化剂[图2]。五. 项目的工作基础 我们已经针对这些核心技术开展了系统的研究工作,建立了多肽结构设计的理论方法、多肽合成、降解反应器设计等方法,工作基础如下:建立了选择性降解不同塑化剂的多肽设计理论方法,我们已经建立了基于量子力学、分子力学为理论的多肽结构的设计方法,针对不同的塑化剂,例如DEHP、DBP、DMP 设计选择性结合和降解的多肽结构[图4],实现选择性去除塑化剂,同时避免白酒中风味物质的损失。该核心技术是我们课题组原创技术,也是项目的核心竞争力,难以被模仿。2. 研究了 10%乙醇含量中 DEHP的降解条件,设计了降解塑化剂的纤维素膜反应器 根据肽序列中氨基酸疏亲交替排列的原则设计了三条肽序列,将多肽模拟酶通过席夫碱反应共价固定在再生纤维素膜上,制备出了一种可高效降解 DEHP 的降解膜反应器。以 10%乙醇的体系为对象,研究降解条件和降解效果,发现制备的这种膜反应器,在中性、室温条件有效降解 DEHP,12 小时降解效率接近 90%,该反应器并显示出良好的稳定性和可重用性。图4. 多肽选择性结合DEHP、DBP、DMP示意图.。相关研究工作已经发表在专业学术期刊发表(J. Hazard. Mater., 2022, 428:128262, 2020, 389: 123873, 2020, 389: 122074, J. Mater. Chem. B, 2020, 8: 9601-9609,Chem. Commun., 2019, 55:13458-13461.)。图5. 固定了活性多肽的纤维素反应膜反应器应用于塑化剂催化降解示意图.六. 项目实施方案---白酒中塑化剂降解反应器的设计方案流程:⚫ 针对白酒中塑化剂的种类和含量确定需要降解的 PAEs,进行多肽设计,合成多肽;⚫ 并制备含有共价结合纤维素、多孔玻璃、泡沫金属钛化学基团的多肽序列;⚫ 在纤维素膜、多孔玻璃、泡沫金属钛上固定多肽,制备白酒中塑化剂降解反应器。图7. 白酒中塑化剂降解反应器拟使用的多肽结构(上)和固定多肽的(下)的纤维素膜(左)、多孔玻璃(中)、泡沫金属钛(右).七. 工作进度安排分为两个阶段:(一)初期阶段。⚫ 执行时间:3个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 设计出选择性降解 DBP、DEHP 的多肽模拟酶材料;2. 合成上述多肽模拟酶材料并进行实验筛选优化;3. 设计出小批量(1L/天)降解处理白酒中塑化剂的反应器验证性装置。(二)中期计划。执行时间10 个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 规模化合成多肽材料;2. 设计出大批量(1000L/天)降解处理白酒中塑化剂的中试规模反应器。
找到40项技术成果数据。
找技术 >新型纤维素生物质高效降解辅助因子
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
针对木质纤维素生物质降解中底物结构复杂以及纤维素的结晶结构导致其酶解效率低、成本高的问题,本项目开发了一种新型纤维素生物质高效降解辅助因子的制备方法及其应用,该辅助因子为来源于黑曲霉的胞外 AA9 家族多糖单加氧酶(LPMO)。 本项目主要技术内容包括:克隆表达本课题组发现的来源于黑曲霉的 7个潜在的AA9家族LPMO 编码基因,通过研究它们的结构与功能域组成,解析其结合与催化活性位点,构建氧化产物谱,揭示其氧化裂解纤维素多糖链的分子机制,解析其与纤维素酶的协同作用机制,制备纤维素生物质高效降解酶系。 本项目的技术特点:项目研究发现该辅助因子可单独作用于纤维素类底物,对其糖苷键进行 C1位氧化切割产生还原糖,该酶与商品纤维素酶协同作用,可分别将商品纤维素酶诺维信Ctec2 降解微晶纤维素和草粉的还原糖产量提高1-2 倍,从而大大降低纤维素生物质的酶解成本。黑曲霉LPMOs 可有效破坏植物细胞壁纤维素,表明其可作为木质纤维素生物质的高效降解酶系的重要有效组分,本项目的研发成果为揭示纤维素生物质的高效降解机制奠定基础,并为最终高效降解酶系的复配提供指导,项目开发的新型纤维素生物质高效降解辅助因子在生物能源和生物基化学品工业中具有很大的应用潜力和经济效益,对可再生资源纤维素生物质的有效利用并早日实现造福于人类社会有着非常重要的意义。
合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法,包括如下步骤:取4-5千克模拟钻屑加入1300-1400ml的合成基钻井液中进行混合,再加入4-5千克的表层土,然后加入已准备好的有机质2.5千克,最后加入1.5-2.5克肥料,定时通风,温度保持在20oC,定时浇水、混合,每天监测温度和相对湿度,最后用红外分光光度法测定总石油烃TPH值小于1%,说明合成基钻井液及钻屑已生物降解。采用本方法降解后,合成基液的芳烃含量小于1%,对环保不会造成伤害,并且生物降解后的合成基钻井液和钻屑可耕种土壤。
化学农药的微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
化学农药的使用为农业生产作出了重要贡献,然而,由于过量和不正确使用化学农药导致了严重的环境污染、生态系统破坏和农产品质量下降等问题,引起了人们的广泛关注.微生物种类繁多、代谢途径多样、降解各种有机物能力强,在化学农药的降解和修复方面发挥着关键作用.因此,了解化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类、代谢途径和降解关键酶(基因)等具有非常重要的理论意义和指导价值.该项目从全国各地各类农药污染样品中分离、筛选到有机磷、有机氯、有机氮类杀虫剂、杀菌剂和除草剂等各类化学农药降解菌株150多株,其中23株为首次报道从该属(genus)中分离获得该种农药的降解菌株,17株菌株在分类地位上属于新种(novel species) (Int J Syst Evol Microbiol,2010,60(2):408-412),表明化学农药降解微生物菌种资源存在丰富的多样性,也拓宽了对农药降解微生物多样性的认识.阐明了氯氰菊酯、丁草胺、氰氟草酯、三唑磷、乐果、水胺硫磷、甲胺磷、百菌清、噻嗪酮、呋喃丹、多菌灵、乳氟禾草灵、氯嘧磺隆、氟磺胺草醚、敌稗等20余种农药的微生物降解途径,其中首次报道的农药微生物代谢途径10条(FEMS Microbiol Lett,2007,271(2):207-213;Chemosphere, 2010,81(5):639-44;FEMS Microbiol Lett,2009,296(2):203-209;J Agric Food Chem,2010,58(17):9711-9715;Journal of Hazardous Materials,2011,196;412-419).克隆到一个新的菊酯类农药的酯酶基因pytH(蛋白的同源性最高为24%),该酯酶PytH对氯氰菊酯、氯菊酯的降解没有顺反异构选择性,对甲氰菊酯、氰戊菊酯没有手性选择性,不同于以往报道的菊酯水解酶(Applied and Environmental Microbiology,2009,75(17): 5496-5500).克隆到一个全新的百菌清水解脱氯酶基因chd(在氨基酸水平上最高同源性只有29%),该水解脱氯酶Chd在纯水中就能进行水解脱氯反应,是国际上第一个报道的不依赖于CoA和ATP的氯代芳香族化合物的水解脱氯酶.Chd属于金属-β-内酰胺酶超家族,不含有以前报道的氯代烷烃的水解脱氯酶的催化三联体Asp-His-Asp/Glu,其催化机制不同于以往的水解脱氯酶的催化机制(Journal of Bacteriology,2010,192(11):2737-2745).首次报道卤代苯类化合物水解脱卤酶基因chd的水平转移现象,并证明chd基因的水平转移的生态学意义是将百菌清转化为毒性较小的4-羟基百菌清,有助于微生物群落快速适应高浓度百菌清污染的环境(Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77(12): 4268-4272).将Cre/loxP定点重组系统和重叠延伸PCR技术结合建立了一套快捷高效的革兰氏阳性农药降解菌株的基因组操作方法(Applied and Environmental Microbiology, 2008, 74(17): 5556-5562).该项目在阐明化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类多样性、代谢途径和降解关键酶等作出了重要贡献,受到了第三方的高度评价.在筛选到各类化学农药降解菌株中获得国家授权发明专利7项,在降解关键酶研究方面获得国家授权发明专利2项,代表性论文被Nucl. Acids Res、J Bacteriol、Appl Environ Microbiol、Evolutionary Applications、Critical Reviews Environmental Science Technology等高水平杂志引用70余次,受到正面高度评价.
基于自由基的有毒有害污染物降解技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境催化是环境保护和绿色化学最重要的科学与技术基础,也是催化领域发展最为迅速的学科方向之一。通过在研究理论和方法上的不断创新,环境催化必将成为解决环境污染问题的基础和关键。近年来,在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973计划)、浙江省自然科学基金等项目的资助下,项目以医化、染料等典型行业排放的有毒有害污染物的有效转化和降解为目标,采用基于自由基的催化技术将其转化为无/少污染或易降解物质。通过理论和材料创新,研制了新型高活性长寿命催化剂,在微观层面揭示了强化自由基催化活性的规律,开发了针对不同特征污染物的催化转化和降解工艺,丰富和发展了针对典型有机污染物的催化氧化技术理论和方法,为相关污染控制技术的工程应用奠定了基础。主要创新性研究成果如下: (1)实现了二氧化钛材料微结构和表/界面性质的精准调控,阐明了光催化剂微结构和表/界面性质对光催化性能的作用机制。首先探明了杂原子掺杂手段和原子种类对二氧化钛催化剂形态及表面活性粒子传质-反应过程的影响机制;证实了管状结构二氧化钛能增加催化剂表面活性位并提高传质速率、片状结构二氧化钛高比例(001)晶面有利于提高表面能以促进表面光催化反应、球状结构二氧化钛更高的晶化度和多层孔道结构有利于光生电子-空穴的分离;揭示了光催化反应过程活性位、活性粒子的生成及转化机制,为可见光催化降解技术的实际应用提供可靠的理论基础。 (2)开发了基于高级氧化技术的难生化有机废水处理新方法,揭示了催化氧化过程中活性物种的生成机制和关键影响因素。发现采用臭氧联用技术(O3/超声、O3/电絮凝、O3/紫外)可大大提高臭氧氧化能力,提升化工、染料等废水的处理效率;首次制备了稀土改性Al2O3催化剂用于非均相催化臭氧化,证实催化活性与稀土载量、表面羟基基团数量、催化剂比表面积正相关,而形貌和维数不是影响催化效果的决定因素;采用稳定、廉价的硫酸盐为氧化剂,建立了碳材料/过渡金属复合催化剂强化处理难生化废水,实现有机污染物预富集-氧化降解同步进行。为新型高级氧化技术的开发及其实际废水处理提供理论依据。 (3)通过表面改性和方法优化实现了高活性、长寿命催化电极材料的可控制备,揭示了污染物电催化氧化/还原过程的反应机理。率先发现Pr掺杂改性制得的Ti/SnO2-Sb/PbO2-Pr电极可促进电极氧空位和羟基自由基基团的生成,克服传统PbO2电极低电子利用效率、易溶出等缺点。创新地采用化学沉积法、脉冲沉积法等研制了系列脱卤电极,克服传统电极易中毒失活、产物难脱附等问题,实现多种卤代有机污染物的有效控制,为电催化脱卤的实际应用提供了科学依据。 本项目在相关领域发表SCI收录论文68余篇,被引用2147次。10篇代表作发表在Environmental Science & Technology (IF = 6.653),Journal of Physical Chemistry C (IF = 4.484),Journal of Hazardous Materials (IF = 6.434),Electrochimica Acta (IF = 5.116),Chemosphere (IF = 4.427)等高影响力期刊上。截至2018年11月29日,经Web of Science检索,被引用1009次,受到国内外同行的高度关注。此外,项目成果还获得授权国家发明专利4件,培养博士研究生8名,硕士研究生70余名。
高温降解污泥新技术
成熟度:可规模生产
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本公司主要采用的是环保、高效、特殊菌群对污泥进行快速破壁与机械脱水及高温菌群消解相结合的新技术,把污泥含水率降低至40%,脱水后的污泥进行高温菌群消解发酵,30分钟后臭味消除,2小时后钝化重金属,发酵启动快,堆积24小时后,堆体温度上升60~65℃,48小时后堆温达到70℃以上,95℃以下,此温度保持3天,物料腐熟快,使用该高温菌剂后,强烈分解功能使纤维素类物质等在自然条件下难分解的物质加速分解,同时物料腐熟彻底,臭味去除迅速,重金属得到有效的吸附及钝化,能使污泥快速减容,污泥的体积减量至原来的1/5左右。我公司此项整套技术已申报中华人民共和国国家知识产权局发明专利,专利号为201110199742.8。
一种秸秆渗漉降解装置
成熟度:正在研发
技术类型:实用新型
应用行业:制造业
技术简介
一种秸秆渗漉降解装置属于农业生产领域,包括收集桶、渗滤桶、喷头、回流管、旋转接头、支撑架和泵,渗滤桶放在收集桶里,渗滤桶的表面上开有小孔,其上端设有外边沿,外边沿能放置在收集桶的上端面,收集桶底部和渗滤桶底部有一定的距离;泵的进口端与收集桶底部相连接,泵的出口连接回流管,回流管通过支撑架与收集桶固定在一起,在回流管的上方装有旋转接头,喷头装在回流管出口。秸秆装在渗滤桶里,泵将收集桶底部的液体抽上来,通过喷头淋洗在秸秆上,然后液体又通过渗滤桶上的小孔流入到收集桶内,由此形成循环,改善了微生物发酵的供氧及营养条件,大大加强了微生物的降解作用,从而有效提升了秸秆的降解效率。
N-杂环环境有害物微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境污染是人类面临的严峻问题,环境保护与污染防治是实现国家经济和环境可持续发展战略的重要前提。高效降解环境中有害污染物的微生物制品研究,能够为环境保护与污染防治提供技术支撑。环境废弃物中所含的含N-杂环有机污染物等严重污染大气、水和土壤。微生物降解被认为是最有潜力的环境修复方法,因而,对此类有机污染物的微生物降解机理研究具有重要的科学意义和应用价值。微生物分解代谢是处理含N-杂环污染物最具潜力的手段。 本项目利用环境科学、生命科学、化学、计算科学等学科的研究手段,解决了N-杂环污染物微生物分解代谢的关键科学问题, (1)微生物分解代谢资源的挖掘和剖析; (2)微生物分解代谢资源与技术的整合,为改善环境、实现经济可持续发展提供支撑技术和创新源泉,主要发现点如下: 1. 建立和完善了从土壤、污水以及海洋等多种环境中发掘出功能型微生物资源的技术,同时对微生物基因组测序、注释、比较基因组分析,以及从微生物基因组中快速挖掘功能基因元件的研究平台。分离了数株对含N-杂环有机污染物如咔唑、尼古丁等降解效率较高的微生物,并完成了多株高效菌株的基因组序列测定,发现了多个降解相关新基因,这个庞大而丰富的微生物资源库为本项目奠定了坚实的基础。 2. 深度解析N-杂环污染物-尼古丁降解的分子机理,绘制了菌株S16尼古丁代谢的完整途径,首次从分子水平系统阐明了困惑科学家近60年的假单胞菌代谢尼古丁的吡咯代谢主途径的机制,发现该途径与人体代谢尼古丁的2’羟基化途径类似,将为难降解有机污染物微生物分解代谢机制的解析和相关生物资源有效利用提供指导和帮助。通过克隆尼古丁降解的调控蛋白NicR2,发现其包含helix-turn-helix (HTH) motif,但其结合DNA的方式却与β-片型调控蛋白类似,由此提出了一种新的HTH型调控蛋白结合DNA的模型。这项工作填补了假单胞菌代谢尼古丁的调控机制研究领域内空白,丰富了原核生物中转录调控蛋白的多样性,研究成果以封面论文在微生物学顶级期刊Mol. Microbiol.发表。此外,阐明了2,5-DHP双加氧酶和HSP羟化酶的催化机理,并解析了马来酸异构酶、N-甲酰马来酰胺酸脱甲酰基酶和马来酰胺酸脱氨基酶的结构,研究结果发表在国际微生物学和生物化学领域主流期刊如PLoS Genet.、Mol. Microbiol.、J. Biol. Chem.、J. Bacteriol.及Appl. Envrion. Microbiol.上。 3. 石油中含氮有机化合物在油品生产加工中可引起贵重的催化剂中毒,在油品储藏中有机氮化物的存在降低了油品的抗氧化稳定性,油品燃烧后有机含氮化合物以污染物NOx的形式排入大气。石油中含氮化合物包括吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚、咔唑等及其同系物,但主要为咔唑及其烷基衍生物。从国内多个省份及从石油污染地点采集的土样、水样通过富集培养方法,筛选得到多株咔唑降解菌,XLDN4-9及XLDN2-5。通过气质联用和高分辨质谱等手段,分析了XLDN2-5代谢咔唑的产物,在代谢物水平上勾勒了该菌株代谢咔唑的途径。克隆了菌株XLDN2-5代谢咔唑的上游基因簇,发现其基因簇与插入序列IS6100紧密相连,组成转座子结构。克隆了菌株XLDN2-5代谢邻苯二酚的咔唑降解下游基因簇,该基因簇的基因排列顺序与已报道的所有邻苯二酚降解基因簇都大不相同,是一个新型的邻苯二酚间位裂解基因簇。首次报道了将咔唑降解基因导入脱硫菌株中,并获得成功;构建的重组菌株可以同时有效地降解原油中的硫、氮杂环并不损失燃烧值。 在N-杂环环境污染物毒物的微生物分解代谢领域内,从“点”-调控、生化机理与结构生物学研究到“面”-氮杂环降解菌株筛选与研究,研究团队都做出了突出贡献。本项目发表SCI论文50多篇,大部分在应用与环境生物技术领域主流刊物如PLoS Genet、MM、Metab Eng、Green Chem、Sci Rep、JBC、JB、AEM、EST等。培养了美国国家发明家科学院(National Academy of Inventors, NAI)院士、美国医学生物工程院会士(American Institute for Medical and Biological Engineering, AIMBE)1名,中科院百人计划入选者1名,自然基金委优秀青年基金1名,上海市青年科技启明星1名,上海市浦江人才1名。实现了微生物代谢有害物资与环境修复工程基础的理论突破,为微生物降解环境有害物质的研究与应用提供支撑体系。
在超声辐射作用下聚合物的降解和接枝(嵌段)共聚
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
采用超声技术发展了一种合成具有指定性能的嵌段(接枝)共聚物的新方法,其中有数种难于用一般化学方法合成。并研究了五种高聚物在水和其它溶剂中的超声降解规律,利用生成大分子自由基的交叉共聚和引发单体合成了五种新的嵌段(接枝)共聚物,并用现代测试技术,对其作了结构分析和鉴定,结合油、气田的要求,对部分产物进行了性能测试。
农药残留微生物降解技术在茶叶上示范推广
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
项目主要研究内容:通过在松阳县建立1000亩茶园示范基地(其中核心示范区200亩),进行土壤及茶叶农药残留检测,推广使用农药残留降解菌剂,结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它园艺措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,并在全市推广应用。具体内容包括:基本情况调查,取样分析丽水茶园土壤及茶叶中农药、重金属污染及土壤肥力现状。根据土壤及茶叶中主要农药残留的问题,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂。针对茶园的实际环境进行应用条件试验,包括最佳用菌量、用菌时间及不同季节温度条件、不同农药浓度下的降解效果,进一步解决规模化推广应用技术问题,建立一套行之有效的土壤和茶叶中农药残留微生物修复操作规范。结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它农业措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,在全市推广应用。项目主要技术经济指标:主要技术指标:在全市取样收集土壤样本10000份以上,土壤肥力检测率100%,土壤中农药、重金属污染情况抽检率不低于2%,总结提交1份全市土壤农药、重金属污染现状报告,并提出有效治理措施。全面掌握示范基地土壤中农药、重金属污染情况,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂,使土壤环境符合绿色食品生产要求。在核心试验基地进行应用条件试验,并提交试验报告及检测报告。示范基地病虫防治次数减少4次以上,农药使用量减少20%以上,产量增加5%以上,生产的茶叶符合无公害茶叶标准或绿色食品标准。通过项目实施,三年内全市累计在茶叶上推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术20000亩次以上。主要经济指标:在松阳千亩示范基地,全年病虫防治不高于8次,比平均12次减少4次,农药成本减少20%以上。项目实施后,松阳千亩示范基地茶青产量比平均增加5%以上,每年每亩节本增效600元以上。松阳千亩示范基地推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术,按二年计,可实现农民增收成120万元以上。项目实施成果:在全市采集土壤样本12000份,在对其进行肥力检测的同时,抽取了200余个样本进行了农药、重金属检测,形成了重金属污染现状报告,并提出了治理措施;筛选出微生物修复菌株2个;明确了农药残留降解菌剂Sphingobium sp.LFJS3-9在茶叶上应用的最佳时间、用量和浓度,制定了农药残留微生物降解技术操作规程,发表论文1篇。在莲都、松阳建立了核心示范基地,两年累计辐射推广应用茶叶农残降解及配套技术3.5万亩,农药防治病虫害年减少5次,农药施用量减少23.5%。松阳千亩技术示范基地平均亩增经济效益648.2元,两年累计新增效益129.64万元。
白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂降解技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一. 邻苯二甲酸酯类塑化剂的危害性邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters, PAEs) 塑化剂是目前全球生产量最大的类塑化剂 (分子结构式见图1),每年产量约600万吨,其中邻苯二甲酸异辛酸酯 (DEHP) 是PAEs塑化剂使用量最大的一个品种 (占比 60%),其次是邻苯二甲酸甲酯 (DMP) 和邻苯二甲酸丁酯 (DBP)。PAEs类塑化剂作为潜在的人体内分泌干扰物、致癌物、诱变剂和致畸剂,即使在较低的浓度下也会损害生殖健康、引起基因突变等。有研究报道称当人体摄入PAEs 1.4×10-2 mg/kg/d就有致癌的风险。PAEs 还容易富集在人体内脏部位,引发肾毒性、神经毒性、肝毒性以及心脏毒性等。PAEs类塑化剂的危害性已经引起全世界广泛的关注,6种 PAEs 已经被我国、欧洲和美国的环保机构列为优先控制的污染物。二. 白酒中塑化剂来源以及限量标准白酒中塑化剂的来源包括:蒸酒时使用塑料管导酒或塑料桶装酒、运输或勾调中使用塑料管道或者塑料容器、贮存原酒的陶坛口密封用塑料布、酒瓶盖中的塑料内层(垫)等。此外,其他酿造过程中涉及到塑料制品均会引起塑化剂的迁移,以及粮食等酿酒原料受到土壤、水体等环境的中的塑化剂污染。液态法白酒或固液法白酒生产中使用的食用酒精和香精香料中塑化剂的污染也是白酒中塑化剂的一个来源。所有这些因素都造成塑化剂迁移进入白酒,诸多因素叠加增加了白酒中塑化剂含量。目前白酒中塑化剂限量标准执行《国家卫生计生委办公厅关于通报成人饮酒者 DEHP和 DBP 初步风险评估结果的函》(国卫办食品函[2013]283 号)文件,其中规定白酒产品DEHP 和DBP 的含量分别在 5.0、1.0mg/kg 以下时为合格。三. 目前使用的去除塑化剂的方法目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白酒产品品质。因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的技术。四. 白酒中塑化剂去除新方法---多肽模拟酶催化剂降解白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂天津科技大学食品科学与工程学院刘继锋课题组开展了多肽模拟酶催化剂PAEs塑化剂的研究,并开发了白酒中 PAEs 塑化剂降解去除技术,其原理是基于活性多肽材料选择目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选NoneNone择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白NoneNone酒产品品质因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的NoneNone技术None性结合并分解特定结构的塑化剂[图2]。五. 项目的工作基础 我们已经针对这些核心技术开展了系统的研究工作,建立了多肽结构设计的理论方法、多肽合成、降解反应器设计等方法,工作基础如下:建立了选择性降解不同塑化剂的多肽设计理论方法,我们已经建立了基于量子力学、分子力学为理论的多肽结构的设计方法,针对不同的塑化剂,例如DEHP、DBP、DMP 设计选择性结合和降解的多肽结构[图4],实现选择性去除塑化剂,同时避免白酒中风味物质的损失。该核心技术是我们课题组原创技术,也是项目的核心竞争力,难以被模仿。2. 研究了 10%乙醇含量中 DEHP的降解条件,设计了降解塑化剂的纤维素膜反应器 根据肽序列中氨基酸疏亲交替排列的原则设计了三条肽序列,将多肽模拟酶通过席夫碱反应共价固定在再生纤维素膜上,制备出了一种可高效降解 DEHP 的降解膜反应器。以 10%乙醇的体系为对象,研究降解条件和降解效果,发现制备的这种膜反应器,在中性、室温条件有效降解 DEHP,12 小时降解效率接近 90%,该反应器并显示出良好的稳定性和可重用性。图4. 多肽选择性结合DEHP、DBP、DMP示意图.。相关研究工作已经发表在专业学术期刊发表(J. Hazard. Mater., 2022, 428:128262, 2020, 389: 123873, 2020, 389: 122074, J. Mater. Chem. B, 2020, 8: 9601-9609,Chem. Commun., 2019, 55:13458-13461.)。图5. 固定了活性多肽的纤维素反应膜反应器应用于塑化剂催化降解示意图.六. 项目实施方案---白酒中塑化剂降解反应器的设计方案流程:⚫ 针对白酒中塑化剂的种类和含量确定需要降解的 PAEs,进行多肽设计,合成多肽;⚫ 并制备含有共价结合纤维素、多孔玻璃、泡沫金属钛化学基团的多肽序列;⚫ 在纤维素膜、多孔玻璃、泡沫金属钛上固定多肽,制备白酒中塑化剂降解反应器。图7. 白酒中塑化剂降解反应器拟使用的多肽结构(上)和固定多肽的(下)的纤维素膜(左)、多孔玻璃(中)、泡沫金属钛(右).七. 工作进度安排分为两个阶段:(一)初期阶段。⚫ 执行时间:3个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 设计出选择性降解 DBP、DEHP 的多肽模拟酶材料;2. 合成上述多肽模拟酶材料并进行实验筛选优化;3. 设计出小批量(1L/天)降解处理白酒中塑化剂的反应器验证性装置。(二)中期计划。执行时间10 个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 规模化合成多肽材料;2. 设计出大批量(1000L/天)降解处理白酒中塑化剂的中试规模反应器。
找到40项技术成果数据。
找技术 >新型纤维素生物质高效降解辅助因子
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
针对木质纤维素生物质降解中底物结构复杂以及纤维素的结晶结构导致其酶解效率低、成本高的问题,本项目开发了一种新型纤维素生物质高效降解辅助因子的制备方法及其应用,该辅助因子为来源于黑曲霉的胞外 AA9 家族多糖单加氧酶(LPMO)。 本项目主要技术内容包括:克隆表达本课题组发现的来源于黑曲霉的 7个潜在的AA9家族LPMO 编码基因,通过研究它们的结构与功能域组成,解析其结合与催化活性位点,构建氧化产物谱,揭示其氧化裂解纤维素多糖链的分子机制,解析其与纤维素酶的协同作用机制,制备纤维素生物质高效降解酶系。 本项目的技术特点:项目研究发现该辅助因子可单独作用于纤维素类底物,对其糖苷键进行 C1位氧化切割产生还原糖,该酶与商品纤维素酶协同作用,可分别将商品纤维素酶诺维信Ctec2 降解微晶纤维素和草粉的还原糖产量提高1-2 倍,从而大大降低纤维素生物质的酶解成本。黑曲霉LPMOs 可有效破坏植物细胞壁纤维素,表明其可作为木质纤维素生物质的高效降解酶系的重要有效组分,本项目的研发成果为揭示纤维素生物质的高效降解机制奠定基础,并为最终高效降解酶系的复配提供指导,项目开发的新型纤维素生物质高效降解辅助因子在生物能源和生物基化学品工业中具有很大的应用潜力和经济效益,对可再生资源纤维素生物质的有效利用并早日实现造福于人类社会有着非常重要的意义。
合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种合成基钻井液及钻屑的模拟生物降解方法,包括如下步骤:取4-5千克模拟钻屑加入1300-1400ml的合成基钻井液中进行混合,再加入4-5千克的表层土,然后加入已准备好的有机质2.5千克,最后加入1.5-2.5克肥料,定时通风,温度保持在20oC,定时浇水、混合,每天监测温度和相对湿度,最后用红外分光光度法测定总石油烃TPH值小于1%,说明合成基钻井液及钻屑已生物降解。采用本方法降解后,合成基液的芳烃含量小于1%,对环保不会造成伤害,并且生物降解后的合成基钻井液和钻屑可耕种土壤。
化学农药的微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
化学农药的使用为农业生产作出了重要贡献,然而,由于过量和不正确使用化学农药导致了严重的环境污染、生态系统破坏和农产品质量下降等问题,引起了人们的广泛关注.微生物种类繁多、代谢途径多样、降解各种有机物能力强,在化学农药的降解和修复方面发挥着关键作用.因此,了解化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类、代谢途径和降解关键酶(基因)等具有非常重要的理论意义和指导价值.该项目从全国各地各类农药污染样品中分离、筛选到有机磷、有机氯、有机氮类杀虫剂、杀菌剂和除草剂等各类化学农药降解菌株150多株,其中23株为首次报道从该属(genus)中分离获得该种农药的降解菌株,17株菌株在分类地位上属于新种(novel species) (Int J Syst Evol Microbiol,2010,60(2):408-412),表明化学农药降解微生物菌种资源存在丰富的多样性,也拓宽了对农药降解微生物多样性的认识.阐明了氯氰菊酯、丁草胺、氰氟草酯、三唑磷、乐果、水胺硫磷、甲胺磷、百菌清、噻嗪酮、呋喃丹、多菌灵、乳氟禾草灵、氯嘧磺隆、氟磺胺草醚、敌稗等20余种农药的微生物降解途径,其中首次报道的农药微生物代谢途径10条(FEMS Microbiol Lett,2007,271(2):207-213;Chemosphere, 2010,81(5):639-44;FEMS Microbiol Lett,2009,296(2):203-209;J Agric Food Chem,2010,58(17):9711-9715;Journal of Hazardous Materials,2011,196;412-419).克隆到一个新的菊酯类农药的酯酶基因pytH(蛋白的同源性最高为24%),该酯酶PytH对氯氰菊酯、氯菊酯的降解没有顺反异构选择性,对甲氰菊酯、氰戊菊酯没有手性选择性,不同于以往报道的菊酯水解酶(Applied and Environmental Microbiology,2009,75(17): 5496-5500).克隆到一个全新的百菌清水解脱氯酶基因chd(在氨基酸水平上最高同源性只有29%),该水解脱氯酶Chd在纯水中就能进行水解脱氯反应,是国际上第一个报道的不依赖于CoA和ATP的氯代芳香族化合物的水解脱氯酶.Chd属于金属-β-内酰胺酶超家族,不含有以前报道的氯代烷烃的水解脱氯酶的催化三联体Asp-His-Asp/Glu,其催化机制不同于以往的水解脱氯酶的催化机制(Journal of Bacteriology,2010,192(11):2737-2745).首次报道卤代苯类化合物水解脱卤酶基因chd的水平转移现象,并证明chd基因的水平转移的生态学意义是将百菌清转化为毒性较小的4-羟基百菌清,有助于微生物群落快速适应高浓度百菌清污染的环境(Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77(12): 4268-4272).将Cre/loxP定点重组系统和重叠延伸PCR技术结合建立了一套快捷高效的革兰氏阳性农药降解菌株的基因组操作方法(Applied and Environmental Microbiology, 2008, 74(17): 5556-5562).该项目在阐明化学农药的微生物降解机制,包括参与农药降解的微生物种类多样性、代谢途径和降解关键酶等作出了重要贡献,受到了第三方的高度评价.在筛选到各类化学农药降解菌株中获得国家授权发明专利7项,在降解关键酶研究方面获得国家授权发明专利2项,代表性论文被Nucl. Acids Res、J Bacteriol、Appl Environ Microbiol、Evolutionary Applications、Critical Reviews Environmental Science Technology等高水平杂志引用70余次,受到正面高度评价.
基于自由基的有毒有害污染物降解技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境催化是环境保护和绿色化学最重要的科学与技术基础,也是催化领域发展最为迅速的学科方向之一。通过在研究理论和方法上的不断创新,环境催化必将成为解决环境污染问题的基础和关键。近年来,在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973计划)、浙江省自然科学基金等项目的资助下,项目以医化、染料等典型行业排放的有毒有害污染物的有效转化和降解为目标,采用基于自由基的催化技术将其转化为无/少污染或易降解物质。通过理论和材料创新,研制了新型高活性长寿命催化剂,在微观层面揭示了强化自由基催化活性的规律,开发了针对不同特征污染物的催化转化和降解工艺,丰富和发展了针对典型有机污染物的催化氧化技术理论和方法,为相关污染控制技术的工程应用奠定了基础。主要创新性研究成果如下: (1)实现了二氧化钛材料微结构和表/界面性质的精准调控,阐明了光催化剂微结构和表/界面性质对光催化性能的作用机制。首先探明了杂原子掺杂手段和原子种类对二氧化钛催化剂形态及表面活性粒子传质-反应过程的影响机制;证实了管状结构二氧化钛能增加催化剂表面活性位并提高传质速率、片状结构二氧化钛高比例(001)晶面有利于提高表面能以促进表面光催化反应、球状结构二氧化钛更高的晶化度和多层孔道结构有利于光生电子-空穴的分离;揭示了光催化反应过程活性位、活性粒子的生成及转化机制,为可见光催化降解技术的实际应用提供可靠的理论基础。 (2)开发了基于高级氧化技术的难生化有机废水处理新方法,揭示了催化氧化过程中活性物种的生成机制和关键影响因素。发现采用臭氧联用技术(O3/超声、O3/电絮凝、O3/紫外)可大大提高臭氧氧化能力,提升化工、染料等废水的处理效率;首次制备了稀土改性Al2O3催化剂用于非均相催化臭氧化,证实催化活性与稀土载量、表面羟基基团数量、催化剂比表面积正相关,而形貌和维数不是影响催化效果的决定因素;采用稳定、廉价的硫酸盐为氧化剂,建立了碳材料/过渡金属复合催化剂强化处理难生化废水,实现有机污染物预富集-氧化降解同步进行。为新型高级氧化技术的开发及其实际废水处理提供理论依据。 (3)通过表面改性和方法优化实现了高活性、长寿命催化电极材料的可控制备,揭示了污染物电催化氧化/还原过程的反应机理。率先发现Pr掺杂改性制得的Ti/SnO2-Sb/PbO2-Pr电极可促进电极氧空位和羟基自由基基团的生成,克服传统PbO2电极低电子利用效率、易溶出等缺点。创新地采用化学沉积法、脉冲沉积法等研制了系列脱卤电极,克服传统电极易中毒失活、产物难脱附等问题,实现多种卤代有机污染物的有效控制,为电催化脱卤的实际应用提供了科学依据。 本项目在相关领域发表SCI收录论文68余篇,被引用2147次。10篇代表作发表在Environmental Science & Technology (IF = 6.653),Journal of Physical Chemistry C (IF = 4.484),Journal of Hazardous Materials (IF = 6.434),Electrochimica Acta (IF = 5.116),Chemosphere (IF = 4.427)等高影响力期刊上。截至2018年11月29日,经Web of Science检索,被引用1009次,受到国内外同行的高度关注。此外,项目成果还获得授权国家发明专利4件,培养博士研究生8名,硕士研究生70余名。
高温降解污泥新技术
成熟度:可规模生产
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本公司主要采用的是环保、高效、特殊菌群对污泥进行快速破壁与机械脱水及高温菌群消解相结合的新技术,把污泥含水率降低至40%,脱水后的污泥进行高温菌群消解发酵,30分钟后臭味消除,2小时后钝化重金属,发酵启动快,堆积24小时后,堆体温度上升60~65℃,48小时后堆温达到70℃以上,95℃以下,此温度保持3天,物料腐熟快,使用该高温菌剂后,强烈分解功能使纤维素类物质等在自然条件下难分解的物质加速分解,同时物料腐熟彻底,臭味去除迅速,重金属得到有效的吸附及钝化,能使污泥快速减容,污泥的体积减量至原来的1/5左右。我公司此项整套技术已申报中华人民共和国国家知识产权局发明专利,专利号为201110199742.8。
一种秸秆渗漉降解装置
成熟度:正在研发
技术类型:实用新型
应用行业:制造业
技术简介
一种秸秆渗漉降解装置属于农业生产领域,包括收集桶、渗滤桶、喷头、回流管、旋转接头、支撑架和泵,渗滤桶放在收集桶里,渗滤桶的表面上开有小孔,其上端设有外边沿,外边沿能放置在收集桶的上端面,收集桶底部和渗滤桶底部有一定的距离;泵的进口端与收集桶底部相连接,泵的出口连接回流管,回流管通过支撑架与收集桶固定在一起,在回流管的上方装有旋转接头,喷头装在回流管出口。秸秆装在渗滤桶里,泵将收集桶底部的液体抽上来,通过喷头淋洗在秸秆上,然后液体又通过渗滤桶上的小孔流入到收集桶内,由此形成循环,改善了微生物发酵的供氧及营养条件,大大加强了微生物的降解作用,从而有效提升了秸秆的降解效率。
N-杂环环境有害物微生物降解机制
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
环境污染是人类面临的严峻问题,环境保护与污染防治是实现国家经济和环境可持续发展战略的重要前提。高效降解环境中有害污染物的微生物制品研究,能够为环境保护与污染防治提供技术支撑。环境废弃物中所含的含N-杂环有机污染物等严重污染大气、水和土壤。微生物降解被认为是最有潜力的环境修复方法,因而,对此类有机污染物的微生物降解机理研究具有重要的科学意义和应用价值。微生物分解代谢是处理含N-杂环污染物最具潜力的手段。 本项目利用环境科学、生命科学、化学、计算科学等学科的研究手段,解决了N-杂环污染物微生物分解代谢的关键科学问题, (1)微生物分解代谢资源的挖掘和剖析; (2)微生物分解代谢资源与技术的整合,为改善环境、实现经济可持续发展提供支撑技术和创新源泉,主要发现点如下: 1. 建立和完善了从土壤、污水以及海洋等多种环境中发掘出功能型微生物资源的技术,同时对微生物基因组测序、注释、比较基因组分析,以及从微生物基因组中快速挖掘功能基因元件的研究平台。分离了数株对含N-杂环有机污染物如咔唑、尼古丁等降解效率较高的微生物,并完成了多株高效菌株的基因组序列测定,发现了多个降解相关新基因,这个庞大而丰富的微生物资源库为本项目奠定了坚实的基础。 2. 深度解析N-杂环污染物-尼古丁降解的分子机理,绘制了菌株S16尼古丁代谢的完整途径,首次从分子水平系统阐明了困惑科学家近60年的假单胞菌代谢尼古丁的吡咯代谢主途径的机制,发现该途径与人体代谢尼古丁的2’羟基化途径类似,将为难降解有机污染物微生物分解代谢机制的解析和相关生物资源有效利用提供指导和帮助。通过克隆尼古丁降解的调控蛋白NicR2,发现其包含helix-turn-helix (HTH) motif,但其结合DNA的方式却与β-片型调控蛋白类似,由此提出了一种新的HTH型调控蛋白结合DNA的模型。这项工作填补了假单胞菌代谢尼古丁的调控机制研究领域内空白,丰富了原核生物中转录调控蛋白的多样性,研究成果以封面论文在微生物学顶级期刊Mol. Microbiol.发表。此外,阐明了2,5-DHP双加氧酶和HSP羟化酶的催化机理,并解析了马来酸异构酶、N-甲酰马来酰胺酸脱甲酰基酶和马来酰胺酸脱氨基酶的结构,研究结果发表在国际微生物学和生物化学领域主流期刊如PLoS Genet.、Mol. Microbiol.、J. Biol. Chem.、J. Bacteriol.及Appl. Envrion. Microbiol.上。 3. 石油中含氮有机化合物在油品生产加工中可引起贵重的催化剂中毒,在油品储藏中有机氮化物的存在降低了油品的抗氧化稳定性,油品燃烧后有机含氮化合物以污染物NOx的形式排入大气。石油中含氮化合物包括吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚、咔唑等及其同系物,但主要为咔唑及其烷基衍生物。从国内多个省份及从石油污染地点采集的土样、水样通过富集培养方法,筛选得到多株咔唑降解菌,XLDN4-9及XLDN2-5。通过气质联用和高分辨质谱等手段,分析了XLDN2-5代谢咔唑的产物,在代谢物水平上勾勒了该菌株代谢咔唑的途径。克隆了菌株XLDN2-5代谢咔唑的上游基因簇,发现其基因簇与插入序列IS6100紧密相连,组成转座子结构。克隆了菌株XLDN2-5代谢邻苯二酚的咔唑降解下游基因簇,该基因簇的基因排列顺序与已报道的所有邻苯二酚降解基因簇都大不相同,是一个新型的邻苯二酚间位裂解基因簇。首次报道了将咔唑降解基因导入脱硫菌株中,并获得成功;构建的重组菌株可以同时有效地降解原油中的硫、氮杂环并不损失燃烧值。 在N-杂环环境污染物毒物的微生物分解代谢领域内,从“点”-调控、生化机理与结构生物学研究到“面”-氮杂环降解菌株筛选与研究,研究团队都做出了突出贡献。本项目发表SCI论文50多篇,大部分在应用与环境生物技术领域主流刊物如PLoS Genet、MM、Metab Eng、Green Chem、Sci Rep、JBC、JB、AEM、EST等。培养了美国国家发明家科学院(National Academy of Inventors, NAI)院士、美国医学生物工程院会士(American Institute for Medical and Biological Engineering, AIMBE)1名,中科院百人计划入选者1名,自然基金委优秀青年基金1名,上海市青年科技启明星1名,上海市浦江人才1名。实现了微生物代谢有害物资与环境修复工程基础的理论突破,为微生物降解环境有害物质的研究与应用提供支撑体系。
在超声辐射作用下聚合物的降解和接枝(嵌段)共聚
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
采用超声技术发展了一种合成具有指定性能的嵌段(接枝)共聚物的新方法,其中有数种难于用一般化学方法合成。并研究了五种高聚物在水和其它溶剂中的超声降解规律,利用生成大分子自由基的交叉共聚和引发单体合成了五种新的嵌段(接枝)共聚物,并用现代测试技术,对其作了结构分析和鉴定,结合油、气田的要求,对部分产物进行了性能测试。
农药残留微生物降解技术在茶叶上示范推广
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
项目主要研究内容:通过在松阳县建立1000亩茶园示范基地(其中核心示范区200亩),进行土壤及茶叶农药残留检测,推广使用农药残留降解菌剂,结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它园艺措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,并在全市推广应用。具体内容包括:基本情况调查,取样分析丽水茶园土壤及茶叶中农药、重金属污染及土壤肥力现状。根据土壤及茶叶中主要农药残留的问题,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂。针对茶园的实际环境进行应用条件试验,包括最佳用菌量、用菌时间及不同季节温度条件、不同农药浓度下的降解效果,进一步解决规模化推广应用技术问题,建立一套行之有效的土壤和茶叶中农药残留微生物修复操作规范。结合测土配方施肥,病虫害统防统治及其它农业措施,形成一套完善的茶叶绿色优质高效生产技术,在全市推广应用。项目主要技术经济指标:主要技术指标:在全市取样收集土壤样本10000份以上,土壤肥力检测率100%,土壤中农药、重金属污染情况抽检率不低于2%,总结提交1份全市土壤农药、重金属污染现状报告,并提出有效治理措施。全面掌握示范基地土壤中农药、重金属污染情况,研究选择并制备相应的微生物修复菌剂,使土壤环境符合绿色食品生产要求。在核心试验基地进行应用条件试验,并提交试验报告及检测报告。示范基地病虫防治次数减少4次以上,农药使用量减少20%以上,产量增加5%以上,生产的茶叶符合无公害茶叶标准或绿色食品标准。通过项目实施,三年内全市累计在茶叶上推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术20000亩次以上。主要经济指标:在松阳千亩示范基地,全年病虫防治不高于8次,比平均12次减少4次,农药成本减少20%以上。项目实施后,松阳千亩示范基地茶青产量比平均增加5%以上,每年每亩节本增效600元以上。松阳千亩示范基地推广应用农药残留降解菌剂及其配套技术,按二年计,可实现农民增收成120万元以上。项目实施成果:在全市采集土壤样本12000份,在对其进行肥力检测的同时,抽取了200余个样本进行了农药、重金属检测,形成了重金属污染现状报告,并提出了治理措施;筛选出微生物修复菌株2个;明确了农药残留降解菌剂Sphingobium sp.LFJS3-9在茶叶上应用的最佳时间、用量和浓度,制定了农药残留微生物降解技术操作规程,发表论文1篇。在莲都、松阳建立了核心示范基地,两年累计辐射推广应用茶叶农残降解及配套技术3.5万亩,农药防治病虫害年减少5次,农药施用量减少23.5%。松阳千亩技术示范基地平均亩增经济效益648.2元,两年累计新增效益129.64万元。
白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂降解技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一. 邻苯二甲酸酯类塑化剂的危害性邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters, PAEs) 塑化剂是目前全球生产量最大的类塑化剂 (分子结构式见图1),每年产量约600万吨,其中邻苯二甲酸异辛酸酯 (DEHP) 是PAEs塑化剂使用量最大的一个品种 (占比 60%),其次是邻苯二甲酸甲酯 (DMP) 和邻苯二甲酸丁酯 (DBP)。PAEs类塑化剂作为潜在的人体内分泌干扰物、致癌物、诱变剂和致畸剂,即使在较低的浓度下也会损害生殖健康、引起基因突变等。有研究报道称当人体摄入PAEs 1.4×10-2 mg/kg/d就有致癌的风险。PAEs 还容易富集在人体内脏部位,引发肾毒性、神经毒性、肝毒性以及心脏毒性等。PAEs类塑化剂的危害性已经引起全世界广泛的关注,6种 PAEs 已经被我国、欧洲和美国的环保机构列为优先控制的污染物。二. 白酒中塑化剂来源以及限量标准白酒中塑化剂的来源包括:蒸酒时使用塑料管导酒或塑料桶装酒、运输或勾调中使用塑料管道或者塑料容器、贮存原酒的陶坛口密封用塑料布、酒瓶盖中的塑料内层(垫)等。此外,其他酿造过程中涉及到塑料制品均会引起塑化剂的迁移,以及粮食等酿酒原料受到土壤、水体等环境的中的塑化剂污染。液态法白酒或固液法白酒生产中使用的食用酒精和香精香料中塑化剂的污染也是白酒中塑化剂的一个来源。所有这些因素都造成塑化剂迁移进入白酒,诸多因素叠加增加了白酒中塑化剂含量。目前白酒中塑化剂限量标准执行《国家卫生计生委办公厅关于通报成人饮酒者 DEHP和 DBP 初步风险评估结果的函》(国卫办食品函[2013]283 号)文件,其中规定白酒产品DEHP 和DBP 的含量分别在 5.0、1.0mg/kg 以下时为合格。三. 目前使用的去除塑化剂的方法目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白酒产品品质。因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的技术。四. 白酒中塑化剂去除新方法---多肽模拟酶催化剂降解白酒中邻苯二甲酸酯类塑化剂天津科技大学食品科学与工程学院刘继锋课题组开展了多肽模拟酶催化剂PAEs塑化剂的研究,并开发了白酒中 PAEs 塑化剂降解去除技术,其原理是基于活性多肽材料选择目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子目前白酒中去除塑化剂采用的方法主要有吸附富集的方法,例如采用活性炭、分子筛、铜锌合金材料作为吸附材料,其中的作用原理是基于塑化剂与吸附材料之间的疏水相互作用吸附、择形吸附、合金表面的配位吸附等。据了解,这些方法存在的缺点是选NoneNone择性差,容易导致白酒中固有的风味物质损失,并且合金材料使用过程中腐蚀,损坏白NoneNone酒产品品质因此需要发展一种选择性去除塑化剂,并且不影响白酒原有品质和口感的NoneNone技术None性结合并分解特定结构的塑化剂[图2]。五. 项目的工作基础 我们已经针对这些核心技术开展了系统的研究工作,建立了多肽结构设计的理论方法、多肽合成、降解反应器设计等方法,工作基础如下:建立了选择性降解不同塑化剂的多肽设计理论方法,我们已经建立了基于量子力学、分子力学为理论的多肽结构的设计方法,针对不同的塑化剂,例如DEHP、DBP、DMP 设计选择性结合和降解的多肽结构[图4],实现选择性去除塑化剂,同时避免白酒中风味物质的损失。该核心技术是我们课题组原创技术,也是项目的核心竞争力,难以被模仿。2. 研究了 10%乙醇含量中 DEHP的降解条件,设计了降解塑化剂的纤维素膜反应器 根据肽序列中氨基酸疏亲交替排列的原则设计了三条肽序列,将多肽模拟酶通过席夫碱反应共价固定在再生纤维素膜上,制备出了一种可高效降解 DEHP 的降解膜反应器。以 10%乙醇的体系为对象,研究降解条件和降解效果,发现制备的这种膜反应器,在中性、室温条件有效降解 DEHP,12 小时降解效率接近 90%,该反应器并显示出良好的稳定性和可重用性。图4. 多肽选择性结合DEHP、DBP、DMP示意图.。相关研究工作已经发表在专业学术期刊发表(J. Hazard. Mater., 2022, 428:128262, 2020, 389: 123873, 2020, 389: 122074, J. Mater. Chem. B, 2020, 8: 9601-9609,Chem. Commun., 2019, 55:13458-13461.)。图5. 固定了活性多肽的纤维素反应膜反应器应用于塑化剂催化降解示意图.六. 项目实施方案---白酒中塑化剂降解反应器的设计方案流程:⚫ 针对白酒中塑化剂的种类和含量确定需要降解的 PAEs,进行多肽设计,合成多肽;⚫ 并制备含有共价结合纤维素、多孔玻璃、泡沫金属钛化学基团的多肽序列;⚫ 在纤维素膜、多孔玻璃、泡沫金属钛上固定多肽,制备白酒中塑化剂降解反应器。图7. 白酒中塑化剂降解反应器拟使用的多肽结构(上)和固定多肽的(下)的纤维素膜(左)、多孔玻璃(中)、泡沫金属钛(右).七. 工作进度安排分为两个阶段:(一)初期阶段。⚫ 执行时间:3个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 设计出选择性降解 DBP、DEHP 的多肽模拟酶材料;2. 合成上述多肽模拟酶材料并进行实验筛选优化;3. 设计出小批量(1L/天)降解处理白酒中塑化剂的反应器验证性装置。(二)中期计划。执行时间10 个月。⚫ 工作内容与阶段目标。1. 规模化合成多肽材料;2. 设计出大批量(1000L/天)降解处理白酒中塑化剂的中试规模反应器。