污染预防和微生物制剂

1、第七章第七章 环境污染预防生物技术环境污染预防生物技术环境污染控制环境污染控制环境污染治理环境污染治理环境污染预防环境污染预防清洁生产清洁生产环境生物材料、环境友好材料环境生物材料、环境友好材料废物资源化废物资源化生态农业生态农业清洁生产清洁生产清洁能源清洁能源清洁原料：清洁原料：清洁生产过程清洁生产过程清洁的产品：清洁的产品：新能源开发新能源开发可再生能源利用可再生能源利用现有能源的清洁现有能源的清洁少用或不用有毒有害或稀缺原料少用或不用有毒有害或稀缺原料：减少排放物和废物的毒性和数量：减少排放物和废物的毒性和数量使用中使用后减少各种不利影响使用中使用后减少各种不利影响第一节第一节 煤的生物

2、脱硫煤的生物脱硫生物脱硫的背景生物脱硫的背景煤中硫的存在形式煤中硫的存在形式硫的生物脱除机理硫的生物脱除机理微生物脱硫的工艺微生物脱硫的工艺微生物脱硫技术的发展现状和工艺微生物脱硫技术的发展现状和工艺一、生物脱硫的背景一、生物脱硫的背景化石燃料煤和石油中所含有的硫是环境化石燃料煤和石油中所含有的硫是环境的主要污染源之一。的主要污染源之一。酸雨的危害酸雨的危害脱硫的必要性脱硫的必要性生物脱硫的优势生物脱硫的优势脱有机硫是一个世界性难题脱有机硫是一个世界性难题化石燃料煤和石油中所含有的有机化石燃料煤和石油中所含有的有机硫和无机硫是环境的重要污染源硫和无机硫是环境的重要污染源严重性严重性 1998年

3、我国有一半以上城市降水年我国有一半以上城市降水pH低于低于5.6。华中地区酸雨出现频率大于。华中地区酸雨出现频率大于70%，降水的年均，降水的年均pH低于低于5.0，酸雨面积占，酸雨面积占国土面积的国土面积的30%，是继欧洲、北美后世界第，是继欧洲、北美后世界第三大中酸雨区。三大中酸雨区。迫切性迫切性 随着能源危机的逐步加剧，开采随着能源危机的逐步加剧，开采高硫化石燃料成为必然。高硫化石燃料必须高硫化石燃料成为必然。高硫化石燃料必须预先经过脱硫处理才能进一步使用。预先经过脱硫处理才能进一步使用。酸雨的危害 美国纽约州，阿第伦达克山 980年 泰德.史匹格尔早春时节的酸雨酸雪污染了河川，造成一场

4、致命的“酸流”，令溪鳟纷纷死于鳃部伤害。 (国家地理杂志) 酸雨对森林的破坏二、煤中硫的存在形式二、煤中硫的存在形式无机硫：占无机硫：占6070，绝大部分以黄铁矿，绝大部分以黄铁矿硫硫 (FeS2, FeS）的形式存在，还有少量硫酸）的形式存在，还有少量硫酸 盐硫，微量的元素硫。盐硫，微量的元素硫。有机硫：与煤中的有机质结合为一体，分布有机硫：与煤中的有机质结合为一体，分布均匀均匀,物物 理法不易脱除。主要有噻吩基、巯基、理法不易脱除。主要有噻吩基、巯基、硫醚和多硫链等官能团形式。硫醚和多硫链等官能团形式。有机硫类型有机硫类型Merpcaptans (thiols)SHSHSHSulphide

5、s (aliphatic or aromatic) alkyl- cyclic-aromatic-dialkyl-alkylcycloalkyl-cyclic-alkylaryl-thiaindansDisulphidesThiophenesalkyl-benzo-thieno-dibenzo-SSSSSSSSSSSS烷基烷基-硫醇硫醇环基环基-硫醇硫醇芳香基芳香基-硫醇硫醇二烷基二烷基-硫硫环基环基-硫硫苯并苯并-二氢噻吩二氢噻吩环基烷基环基烷基-硫硫芳香基烷基芳香基烷基-硫硫二烷基二烷基-硫硫噻吩噻吩苯并苯并-噻吩噻吩 噻吩并噻吩并-噻吩噻吩二苯基二苯基-噻吩噻吩硫醇硫醇噻吩类噻吩类硫化物

6、Dibenzothiophene (DBT) 煤炭的化学结构模型煤炭的化学结构模型三、硫的微生物脱除机理三、硫的微生物脱除机理1.1.无机硫的脱除机理无机硫的脱除机理两种观点：两种观点：细菌浸出脱硫细菌浸出脱硫细菌的生化反细菌的生化反 应有助于硫化物在水中的溶解；应有助于硫化物在水中的溶解；微生物助浮脱硫微生物助浮脱硫微生物改变微生物改变矿物表面性质使黄铁矿溶于水。矿物表面性质使黄铁矿溶于水。(1)微生物浸出脱硫的机理微生物浸出脱硫的机理氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌是目前对无机氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌是目前对无机硫脱除效果最好的微生物；硫脱除效果最好的微生物；另外还有氧化亚铁钩端螺旋菌、另

7、外还有氧化亚铁钩端螺旋菌、 酸热硫化叶菌酸热硫化叶菌2FeS2 + 7O2 + 2H2O 2FeSO4+2H2SO4 (1)2FeSO4 +1/2O2 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O (2)FeS2 + Fe2(SO4)3 3FeSO4 + 2S（间接氧化（间接氧化 (3)2S+3O2 + 2H2O 2H2SO4 （4）(2)微生物助浮脱硫的原理微生物助浮脱硫的原理u一种物理浮选法和微生物处理相结合的方法。一种物理浮选法和微生物处理相结合的方法。u未经微生物处理的情况下，煤和黄铁矿的微粒未经微生物处理的情况下，煤和黄铁矿的微粒浮在水中，一起浮在气泡上不能分开。浮在水中，一起浮在

8、气泡上不能分开。u加入细菌后，细菌仅能吸附在黄铁矿上，由于加入细菌后，细菌仅能吸附在黄铁矿上，由于微生物的亲水性和微生物的迅速粘附，黄铁矿表微生物的亲水性和微生物的迅速粘附，黄铁矿表面由疏水性变为亲水性，在浮选过程中，黄铁矿面由疏水性变为亲水性，在浮选过程中，黄铁矿难以浮在空气泡上就下沉到底部，灰分也可同时难以浮在空气泡上就下沉到底部，灰分也可同时下沉而被去除。下沉而被去除。微生物水微生物水黄铁矿黄铁矿煤煤空气空气水水微生物助浮脱硫过程示意图微生物助浮脱硫过程示意图浮选柱浮选柱固液分离固液分离污水处理污水处理回用回用2.有机硫的脱除机理有机硫的脱除机理 以二苯并噻吩为模式化合物的脱硫途径以二苯

9、并噻吩为模式化合物的脱硫途径(1) 碳架破坏途径(C-C键被切断)(2)碳架保留途径(专一地切断C-S键而保留完整的碳架)四、微生物脱硫的工艺四、微生物脱硫的工艺（1）微生物浸出脱硫技术）微生物浸出脱硫技术简单的处理简单的处理空气搅拌式反应器空气搅拌式反应器（2）微生物助浮脱硫）微生物助浮脱硫浮选柱内进行，美国弗吉尼浮选柱内进行，美国弗吉尼亚大学开发的亚大学开发的Microcel微泡浮选微泡浮选柱和美国肯塔基大学开发的肯浮柱和美国肯塔基大学开发的肯浮劳特浮选柱。劳特浮选柱。简单的处理：简单的处理：煤炭上布洒含有微生物的溶液，水浸透煤炭上布洒含有微生物的溶液，水浸透在煤中实现脱硫。在煤中实现脱硫

10、。生成的硫酸在底部从煤中去除。装置简生成的硫酸在底部从煤中去除。装置简单，经济，操作容易，但处理时间长。单，经济，操作容易，但处理时间长。空气搅拌式反应器：空气搅拌式反应器：把粉碎了的煤与含有微生物的溶液在空把粉碎了的煤与含有微生物的溶液在空气泡中进行搅拌脱硫，比机械搅拌对微生物气泡中进行搅拌脱硫，比机械搅拌对微生物损伤小，同时因为能迅速微生物生长必需的损伤小，同时因为能迅速微生物生长必需的二氧化碳和氧气，可以加快浸出速度及增强二氧化碳和氧气，可以加快浸出速度及增强浸出效果浸出效果, ,缩短了处理时间。缩短了处理时间。18182828天能脱天能脱去黄铁矿去黄铁矿90909595。FeSFeS2

11、 2氧化氧化液体液体粉碎粉碎过滤过滤中和沉淀中和沉淀加热加热水洗水洗原煤原煤含菌液体回流含菌液体回流煤成品煤成品沉渣处置沉渣处置加水加水煤炭细菌脱硫工程的工艺过程煤炭细菌脱硫工程的工艺过程粉碎粉碎过滤过滤中和沉淀中和沉淀加热加热原煤原煤含菌液体回流含菌液体回流沉渣处置沉渣处置加水加水水洗水洗煤成品煤成品反应器反应器煤炭细菌脱硫工程的工艺过程煤炭细菌脱硫工程的工艺过程无机硫的微生物脱硫工艺无机硫的微生物脱硫工艺 微生物浸出脱硫微生物浸出脱硫五、微生物脱硫技术的发展现状和趋势五、微生物脱硫技术的发展现状和趋势以微生物为对象的基础研究逐渐发展到以微生物为对象的基础研究逐渐发展到以工艺流程设计和总体设

12、计为目的的应用研以工艺流程设计和总体设计为目的的应用研究，致力于工业技术的开发与应用。究，致力于工业技术的开发与应用。美国、荷兰、德国、捷克等报道了半工美国、荷兰、德国、捷克等报道了半工业化或工业性实验，捷克北部三个露天煤矿业化或工业性实验，捷克北部三个露天煤矿采用氧化亚铁硫杆菌脱除褐煤中硫，结果显采用氧化亚铁硫杆菌脱除褐煤中硫，结果显示，无机硫脱除率平均为示，无机硫脱除率平均为78.5，有机硫的，有机硫的脱除率平均为脱除率平均为23.4。中国在这方面的研究。中国在这方面的研究起步较晚，只限于实验室研究。起步较晚，只限于实验室研究。存在的问题及策略存在的问题及策略a.煤的破碎费用高；煤的破碎费

13、用高；b.反应时间长，反应时间长，c大规模生产中传热是一个棘手问题；大规模生产中传热是一个棘手问题；d.硫氧化产物需进一步处理；硫氧化产物需进一步处理；e.煤炭中的杂质对微生物的抑制作用。煤炭中的杂质对微生物的抑制作用。（2）存在的问题及策略）存在的问题及策略解决策略：解决策略：a.选育和驯化高效脱硫菌，选育和驯化高效脱硫菌，b.利用生物工程技术构建高效脱硫工程菌，利用生物工程技术构建高效脱硫工程菌，c.对脱硫液进行回收处理，实现废物资源化，对脱硫液进行回收处理，实现废物资源化，避免二次污染避免二次污染,d.设计更加合理的工艺流程。重组菌株比原设计更加合理的工艺流程。重组菌株比原始菌株具有更高

14、的脱硫效率和广阔的工业应用与始菌株具有更高的脱硫效率和广阔的工业应用与环境保护前景。环境保护前景。第二节第二节 石油的生物脱硫石油的生物脱硫一、石油中硫的存在形式一、石油中硫的存在形式l原油的总硫量在原油的总硫量在0.037.89，大部分，大部分为有机硫，占总硫量的为有机硫，占总硫量的5070；l少量的元素硫、硫代硫酸盐、少量的元素硫、硫代硫酸盐、H2S、FeS2溶解或悬浮在油中。溶解或悬浮在油中。l有机硫的存在形式有硫醇、硫化物和噻吩有机硫的存在形式有硫醇、硫化物和噻吩三大类，主要为噻吩类有机硫硫醇易于去除，三大类，主要为噻吩类有机硫硫醇易于去除，杂环硫较难。杂环硫较难。二、脱硫的途径和微生

15、物二、脱硫的途径和微生物生物脱硫的研究工作主要集中在红球菌属细菌，生物脱硫的研究工作主要集中在红球菌属细菌，目前红平红球菌目前红平红球菌IGTS8已用于开发商业的生物已用于开发商业的生物脱硫技术。脱硫技术。红平红球菌红平红球菌IGTS8中存在着中存在着120kb的线状质粒，的线状质粒，含有含有dszA、dszB、dszC基因负责催化基因负责催化DBT的脱的脱硫。这些基因已被克隆并测序，表达产物也被硫。这些基因已被克隆并测序，表达产物也被纯化出来。纯化出来。二、脱硫的途径和微生物二、脱硫的途径和微生物假单胞菌广泛存在于石油中，具有许多作为生假单胞菌广泛存在于石油中，具有许多作为生物催化工业应用菌

16、株的优良特性。物催化工业应用菌株的优良特性。研究者以假单胞菌为受体菌，将改造的研究者以假单胞菌为受体菌，将改造的dsz基基因在其中进行表达，比原始菌株能更有效的脱因在其中进行表达，比原始菌株能更有效的脱硫，如构建的菌株硫，如构建的菌株铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌EGSOX24小时小时能够转化能够转化95的的DBT，IGTS8仅为仅为18。脱硫油脱硫油生物反应器生物反应器酶和细胞增殖酶和细胞增殖生物催化剂和水循环利用生物催化剂和水循环利用失效的生物失效的生物催化剂催化剂副产物副产物回收回收高硫油高硫油分离分离油油生物催化生物催化剂和水剂和水O2O2O2O2CO2CO2CO2CO2三、经典的石油生物脱

17、硫工艺流程三、经典的石油生物脱硫工艺流程营养物营养物生物脱有机硫的优势生物脱有机硫的优势生物催化脱硫（生物催化脱硫（BDS）在常温常压下操作，）在常温常压下操作，而且能耗比加氢脱硫技术（而且能耗比加氢脱硫技术（HDS）低）低70%-80%。该过程还可回收有机磺酸盐等化学品，可该过程还可回收有机磺酸盐等化学品，可为炼油厂增加经济效益。采用为炼油厂增加经济效益。采用BDS技术的投资技术的投资额约为加氢脱硫技术额约为加氢脱硫技术(HDS)的一半，操作费用的一半，操作费用比比HDS低低10%-25%。从整个汽油组分来讲，炼油厂每从整个汽油组分来讲，炼油厂每m3成品汽成品汽油的油的BDS成本成本1.59

18、-2.65US$，低于低于HDS成本。成本。嗜热耐热性微生物的优势嗜热耐热性微生物的优势I. 石油炼制过程中的精馏后，即使在石油炼制过程中的精馏后，即使在HDS后的油品温度也较高。如用耐热后的油品温度也较高。如用耐热性的微生物可省去冷却过程所带来的性的微生物可省去冷却过程所带来的麻烦，并可提高生物脱有机硫的反应麻烦，并可提高生物脱有机硫的反应速率；速率；II. 耐热微生物所含有的耐温酶类具有耐热微生物所含有的耐温酶类具有重要的生产潜力和应用前景。脱有机重要的生产潜力和应用前景。脱有机硫的耐热微生物酶催化剂热稳定好，硫的耐热微生物酶催化剂热稳定好，反应速度快，较一般常温微生物优势反应速度快，较一

19、般常温微生物优势明显；明显；嗜热耐热性微生物的优势嗜热耐热性微生物的优势III. 已发现的具降解已发现的具降解DBT能力的微生物能力的微生物(如红平如红平红球菌、诺卡氏菌红球菌、诺卡氏菌)耐热能力较差，仅能在耐热能力较差，仅能在30oC附近生长和脱硫附近生长和脱硫;一些耐热能力较强的假一些耐热能力较强的假单胞菌、嗜酸热硫化叶菌等微生物能在单胞菌、嗜酸热硫化叶菌等微生物能在50oC左右降解左右降解DBT，但均仅能攻击，但均仅能攻击C-C键，而不键，而不能有效脱除能有效脱除DBT中的有机硫；中的有机硫；IV. 有必要寻找能耐热、能有效攻击有必要寻找能耐热、能有效攻击C-S键的微键的微生物，如能从自

20、然界筛选到耐热性具碳架保生物，如能从自然界筛选到耐热性具碳架保留途径的脱有机硫菌株最佳，并可填补这一留途径的脱有机硫菌株最佳，并可填补这一领域的研究空白，具有重要的理论价值和应领域的研究空白，具有重要的理论价值和应用前景。用前景。四、技术经济分析四、技术经济分析 目前与直接购买低硫油相比仍十分昂贵。目前与直接购买低硫油相比仍十分昂贵。 生物脱硫必须与方便的氢制造技术竞争。生物脱硫必须与方便的氢制造技术竞争。 可以通过其过程的副产品创造价值。可以通过其过程的副产品创造价值。第三节第三节 生物制浆生物制浆一、造纸废水的污染一、造纸废水的污染造纸工业中的制浆和漂白工序是污造纸工业中的制浆和漂白工序是

21、污染物产生的主要工序染物产生的主要工序 。传统的化学漂。传统的化学漂白采用氯或二氧化氯，废水中含大量氯白采用氯或二氧化氯，废水中含大量氯代有机物，具有致癌致畸作用。废水中代有机物，具有致癌致畸作用。废水中还有很高的还有很高的COD、BOD，1985 年更发年更发现废水中含有剧毒二噁英类化合物。现废水中含有剧毒二噁英类化合物。（淮河的污染为例）。（淮河的污染为例）。木质素木质素 空腔空腔 纤维素纤维素木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，中，由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分枝多聚物。分枝多聚物。木质素

22、是造纸工业有效利用纤维素的最大障碍，结构非常复杂，与木聚糖形成复合体紧密附着在纤维上，难以去除 传统制浆是用烧碱或硫酸盐高温蒸煮原料，传统制浆是用烧碱或硫酸盐高温蒸煮原料，除去木质素降低纤维间的结合力利于制浆。除去木质素降低纤维间的结合力利于制浆。 影响纸浆得率，并造成环境污染。影响纸浆得率，并造成环境污染。二、生物技术用于造纸的漂白二、生物技术用于造纸的漂白 （1）木聚糖酶的预漂白作用）木聚糖酶的预漂白作用n 木聚糖酶对纸浆进行预漂白，可以减少随后的木聚糖酶对纸浆进行预漂白，可以减少随后的化学漂白用氯量化学漂白用氯量3040，废液中有机氯化，废液中有机氯化物与毒性物含量显著减少。物与毒性物含

23、量显著减少。n基因工程、蛋白质工程手段获得的耐热耐碱木基因工程、蛋白质工程手段获得的耐热耐碱木聚糖酶以成为研究热点，几个编码木聚糖酶的聚糖酶以成为研究热点，几个编码木聚糖酶的基因已经被克隆和测序基因已经被克隆和测序, , 在大肠杆菌中表达在大肠杆菌中表达 。（2）木质素酶的漂白作用）木质素酶的漂白作用 1983年分别发现两种木素降解酶年分别发现两种木素降解酶木质素过木质素过氧化物酶与锰过氧化物酶。氧化物酶与锰过氧化物酶。 漆酶作为木指素降解酶用于纸浆漂白的研究漆酶作为木指素降解酶用于纸浆漂白的研究是最晚的。漆酶可以选择性地降解木质素，是最晚的。漆酶可以选择性地降解木质素，生产纸浆。生产纸浆。

24、漆酶是一种含铜的酶蛋白漆酶是一种含铜的酶蛋白,最主要的生产者是最主要的生产者是担子菌中的担子菌中的白腐菌白腐菌。漆酶的作用需要氧化还。漆酶的作用需要氧化还原中介物的作用（简单的有机化合物如原中介物的作用（简单的有机化合物如3羟羟基邻氨基苯甲酸基邻氨基苯甲酸3-HAA）。）。（2）木质素酶的漂白作用）木质素酶的漂白作用 以后的工作：以后的工作： 选育高产木聚糖酶菌种；选育高产木聚糖酶菌种； 筛选生产过氧化物酶的菌种；筛选生产过氧化物酶的菌种； 基因工程菌。基因工程菌。 利用木聚糖酶和木质素酶共同作用有望完全降利用木聚糖酶和木质素酶共同作用有望完全降解木质素。解木质素。第四节第四节 生物合成替代化

25、工合成生物合成替代化工合成 一、生物合成的优势一、生物合成的优势生物合成过程以酶促反应为基础，通常生物合成过程以酶促反应为基础，通常在常温、常压下进行，酶对底物有高度的专在常温、常压下进行，酶对底物有高度的专一性，生物转化效率高，副产物少。一性，生物转化效率高，副产物少。投资省，费用少，消耗低，过程稳定，投资省，费用少，消耗低，过程稳定，降低污染，有利于实现工艺过程生态化，真降低污染，有利于实现工艺过程生态化，真正实现清洁生产的目标。正实现清洁生产的目标。 二、以丙稀酰氨为例生物合成的应用二、以丙稀酰氨为例生物合成的应用1.1.丙稀酰胺的生产方法丙稀酰胺的生产方法以丙稀腈为原料，在催化剂的作用

26、下，进以丙稀腈为原料，在催化剂的作用下，进行水合反应生成丙稀酰胺。行水合反应生成丙稀酰胺。（1）铜催化水合法）铜催化水合法利用骨架铜系列催化剂，丙稀腈与水直接反应生利用骨架铜系列催化剂，丙稀腈与水直接反应生成丙稀酰胺。纯度高，收率高，已实现大规模生成丙稀酰胺。纯度高，收率高，已实现大规模生产，是目前生产丙稀酰胺的主要方法。问题：高产，是目前生产丙稀酰胺的主要方法。问题：高温高压下进行，工艺流程较长，存在一些微量铜温高压下进行，工艺流程较长，存在一些微量铜离子及齐聚物和共聚物而影响产品的质量。离子及齐聚物和共聚物而影响产品的质量。丙稀酰胺的生物催化合成法（1 1）微生物催化水合法）微生物催化水合

27、法 用产生腈水合酶的微生物细胞固定后，催用产生腈水合酶的微生物细胞固定后，催化水合生成丙稀酰胺。化水合生成丙稀酰胺。 高活性、高选择性、高收率、低能耗、成高活性、高选择性、高收率、低能耗、成本低，无齐聚物和共聚物等副产品，没有本低，无齐聚物和共聚物等副产品，没有铜离子等杂志，铜离子等杂志，“三废三废”少。少。（3 3）酶催化水合）酶催化水合 用丙稀腈水合酶和酰胺酶两步转化法是合用丙稀腈水合酶和酰胺酶两步转化法是合成丙稀酰胺的最新工艺。成丙稀酰胺的最新工艺。生物合成的优势生物合成的优势 在常温常压下进行，与化学法相比，在常温常压下进行，与化学法相比，微生物催化法生产工艺要节能和节省微生物催化法生

28、产工艺要节能和节省投资百分之五十。投资百分之五十。微生物催化法生产丙稀酰氨过程种，微生物催化法生产丙稀酰氨过程种，产生产生“三废三废”少，而化学法生产过程少，而化学法生产过程中，在催化剂再生，产品后处理等操中，在催化剂再生，产品后处理等操作中产生大量的酸、碱废液。因此，作中产生大量的酸、碱废液。因此，微生物催化发有利于环境保护。微生物催化发有利于环境保护。丙稀酰胺主要用于制造水溶液性聚丙稀酰胺主要用于制造水溶液性聚合物合物聚丙稀酰胺。聚丙稀酰胺。聚丙稀酰氨能广泛应用于絮凝，增聚丙稀酰氨能广泛应用于絮凝，增稠，减阻，凝粘，粘结，阻垢等领域。稠，减阻，凝粘，粘结，阻垢等领域。 2.2.丙稀酰胺的主

29、要用途丙稀酰胺的主要用途 2.2.丙稀酰胺的主要用途丙稀酰胺的主要用途 （1 1）在水处理中的应用）在水处理中的应用聚丙稀酰胺的酰氨基可与许多物质亲和，聚丙稀酰胺的酰氨基可与许多物质亲和，吸附形成氢键生成絮团，加速物质粒子沉降，吸附形成氢键生成絮团，加速物质粒子沉降，因而聚丙稀酰胺是目前世界上应用最广、效因而聚丙稀酰胺是目前世界上应用最广、效能最高的高分子有机絮凝剂，其品种有阳离能最高的高分子有机絮凝剂，其品种有阳离子子, ,阴离子及非离子型，适用于不同的处理阴离子及非离子型，适用于不同的处理对象。对象。2.2.丙稀酰胺的主要用途丙稀酰胺的主要用途 （2 2）在造纸工业中的应用）在造纸工业中的

30、应用聚丙稀酰胺在造纸工业中主要应用于两聚丙稀酰胺在造纸工业中主要应用于两方面：一是提高填料、颜料的存留率以降低方面：一是提高填料、颜料的存留率以降低原材料的流失和对环境的污染；二是提高纸原材料的流失和对环境的污染；二是提高纸张的强度。另外，使用聚丙稀酰胺还可以提张的强度。另外，使用聚丙稀酰胺还可以提高纸的抗撕性和多孔性，以改进视觉和印刷高纸的抗撕性和多孔性，以改进视觉和印刷性能。性能。 2.2.丙稀酰胺的主要用途丙稀酰胺的主要用途 （3 3）在采油工业中的应用）在采油工业中的应用高分子质量的聚丙稀酰胺不仅是一种高高分子质量的聚丙稀酰胺不仅是一种高效絮凝剂，也是一种极其优良的增稠剂，在效絮凝剂，

31、也是一种极其优良的增稠剂，在油田石油开采中可作为多种用途的添加剂，油田石油开采中可作为多种用途的添加剂，如用作钻井液添加剂，压裂液及用于聚合物如用作钻井液添加剂，压裂液及用于聚合物驱油以提高石油采收率。驱油以提高石油采收率。 第八章第八章 环保型环保型型微生物制剂的开发应用型微生物制剂的开发应用环保型微生物制剂及其品种环保型微生物制剂及其品种环保型微生物制剂的生产与使用环保型微生物制剂的生产与使用 环保型微生物制剂的展望环保型微生物制剂的展望 第一节第一节环保型型微生物制剂的开发应用环保型型微生物制剂的开发应用u环保型微生物制剂指将具有特定功能的有益环保型微生物制剂指将具有特定功能的有益微生物

32、大量繁殖后制微生物大量繁殖后制成活菌体或菌体产生的特成活菌体或菌体产生的特定物质的产品定物质的产品，应用于环境，起到治理污染，应用于环境，起到治理污染，改善环境质量及保护环境的作用。改善环境质量及保护环境的作用。u从源头控制污染，保持生态平衡。从源头控制污染，保持生态平衡。一、微生物降解剂一、微生物降解剂二、微生物农药二、微生物农药 三、微生物肥料三、微生物肥料四、生物表面活性剂四、生物表面活性剂 五、生物塑料五、生物塑料六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂一、微生物降解剂一、微生物降解剂对污染物降解能力强的菌株扩大生产、制成对污染物降解能力强的菌株扩大生产、制成产品，应用于环境的无害化处理，即是

33、微生产品，应用于环境的无害化处理，即是微生物降解剂。物降解剂。降解的对象是氰和腈化物、苯和酚、硝基化降解的对象是氰和腈化物、苯和酚、硝基化合物、石油烃类、氯苯和农药、洗涤剂等多合物、石油烃类、氯苯和农药、洗涤剂等多种有机物；还包括染料脱色菌、重金属吸附种有机物；还包括染料脱色菌、重金属吸附并转化菌、混合降解菌等。并转化菌、混合降解菌等。 （难处理的）（难处理的）生物强化技术生物强化技术通过向废物处理系统中直接投加从自然界中筛通过向废物处理系统中直接投加从自然界中筛选的优势菌种或基因工程菌，以改善原处理系选的优势菌种或基因工程菌，以改善原处理系统的能力，达到对某一种或某一类有害物质的统的能力，达

34、到对某一种或某一类有害物质的去除或某方面性能改进的目的的环境生物技术。去除或某方面性能改进的目的的环境生物技术。应用：应用：处理有毒有害难降解废水的处理如：制药废处理有毒有害难降解废水的处理如：制药废水、印染废水；水、印染废水；微污染水源水的处理（生物强化过滤有效去微污染水源水的处理（生物强化过滤有效去除氨氮、亚硝酸盐、有机物、铁、锰、浊度、除氨氮、亚硝酸盐、有机物、铁、锰、浊度、色度等）；色度等）；垃圾渗滤液的处理（如用日本专利产品垃圾渗滤液的处理（如用日本专利产品EMEM菌菌剂）。剂）。二、微生物农药二、微生物农药1.1.定义：利用微生物或其基因产生或表达的各种定义：利用微生物或其基因产生

35、或表达的各种 生物活性成分，用于防治植物病虫害、杂生物活性成分，用于防治植物病虫害、杂 草、鼠害各种制剂的总称。草、鼠害各种制剂的总称。 2.2.特点：特点：高效低毒，对人畜安全无毒，不杀伤害虫的天敌高效低毒，对人畜安全无毒，不杀伤害虫的天敌和有益生物；和有益生物；无残留，不污染环境，利于保持生态平衡；无残留，不污染环境，利于保持生态平衡；许多是由许多是由多种有效成分构成多种有效成分构成的，害虫和病原菌难的，害虫和病原菌难 以产生抗药性；以产生抗药性；生产工艺设备简单，有明显的开发优势。生产工艺设备简单，有明显的开发优势。1 1细菌杀虫剂细菌杀虫剂u苏云金芽孢杆菌开发最早，应用最成功，苏云金芽

36、孢杆菌开发最早，应用最成功，占细菌杀虫剂总量的占细菌杀虫剂总量的9595以上。对以上。对800800余种余种昆虫有不同程度的致病性，对昆虫有不同程度的致病性，对2020多种重要农多种重要农作物害虫防治效果显著。作物害虫防治效果显著。u伴胞晶体：芽孢形成的过程中另一端同时伴胞晶体：芽孢形成的过程中另一端同时形成伴胞晶体。形成伴胞晶体。形态多种多样，主要有菱形、形态多种多样，主要有菱形、球形、方形、多边形和不规则形球形、方形、多边形和不规则形。是一种蛋。是一种蛋白质，又称白质，又称内毒素，是主要的杀虫物质。内毒素，是主要的杀虫物质。微生物农药的主要品种简介微生物农药的主要品种简介1 1细菌杀虫剂细

37、菌杀虫剂9090年代以来，第二代细胞工程杀虫剂和第三年代以来，第二代细胞工程杀虫剂和第三代基因工程杀虫剂相继投入市场。代基因工程杀虫剂相继投入市场。9090年代初年代初被批准登记或进入田间试验的有被批准登记或进入田间试验的有1010余中遗传余中遗传重组杀虫剂。重组杀虫剂。微生物农药的主要品种简介微生物农药的主要品种简介伴胞晶体的杀虫原理伴胞晶体的杀虫原理伴胞晶体伴胞晶体原毒素原毒素肠道碱性条件肠道碱性条件活性毒素片断活性毒素片断蛋白酶作用蛋白酶作用昆虫中肠上皮细昆虫中肠上皮细胞糖蛋白受体胞糖蛋白受体离子通道离子通道渗透平衡破坏渗透平衡破坏细胞膨胀并瓦解细胞膨胀并瓦解芽孢从穿孔部位进入芽孢从穿孔

38、部位进入血腔，萌发成营养细血腔，萌发成营养细胞并迅速繁殖，害虫胞并迅速繁殖，害虫得败血症死亡得败血症死亡2 2病毒杀虫剂病毒杀虫剂昆虫病毒突出的特点是它们大都在宿主细胞内昆虫病毒突出的特点是它们大都在宿主细胞内形成形成蛋白结晶性质蛋白结晶性质的包含体（的包含体（inclusion inclusion bodybody）。）。 根据包含体在寄主细胞中的部位，可分为：根据包含体在寄主细胞中的部位，可分为：（1 1） 核型多角体病毒（核型多角体病毒（(NPV)(NPV)），多角体于），多角体于细胞核内形成，包含体内含有多个病毒粒子。细胞核内形成，包含体内含有多个病毒粒子。（2 2） 质型多角体病毒质

39、型多角体病毒(CPV)(CPV)），多角体于细），多角体于细胞质内出现，包含体内含有多个病毒粒子；胞质内出现，包含体内含有多个病毒粒子；（3 3） 颗粒体病毒颗粒体病毒(GV)(GV)，椭圆形颗粒状包含体，椭圆形颗粒状包含体存在于细胞核或细胞质内。存在于细胞核或细胞质内。微生物农药的主要品种简介微生物农药的主要品种简介病毒杀虫剂病毒杀虫剂国际上：试制国际上：试制20多种病毒杀虫剂，大规模工业生多种病毒杀虫剂，大规模工业生产的只有几种，如美洲棉铃虫产的只有几种，如美洲棉铃虫NPV 杀虫剂、舞杀虫剂、舞毒蛾毒蛾NPV杀虫剂、黃杉毒蛾杀虫剂、黃杉毒蛾NPV杀虫剂、赤松杀虫剂、赤松毛虫毛虫CPV 杀虫

40、剂。杀虫剂。我国：中国棉铃虫我国：中国棉铃虫NPV杀虫剂、油桐尺蠖杀虫剂、油桐尺蠖NPV杀虫剂、斜纹夜蛾杀虫剂、斜纹夜蛾NPV杀虫剂、松毛虫杀虫剂、松毛虫NPV杀杀虫剂、菜粉蝶虫剂、菜粉蝶 GV杀虫剂以及病毒杀虫剂。杀虫剂以及病毒杀虫剂。 3 3真菌杀虫剂真菌杀虫剂 白僵菌（白僵菌（BeaureviaBeaurevia）是广谱性寄生真菌，既可）是广谱性寄生真菌，既可以在活体昆虫体内寄生，又可以营腐生生活，以在活体昆虫体内寄生，又可以营腐生生活，能侵染鳞翅目、鞘翅目、直翅目等的多种昆虫能侵染鳞翅目、鞘翅目、直翅目等的多种昆虫及螨类。及螨类。白僵菌的孢子侵染虫体后，适宜条件下分生孢白僵菌的孢子侵染

41、虫体后，适宜条件下分生孢子萌发，在昆虫体内增殖，并分泌毒素和草酸子萌发，在昆虫体内增殖，并分泌毒素和草酸钙结晶，破坏寄主组织，使寄主代谢紊乱，最钙结晶，破坏寄主组织，使寄主代谢紊乱，最后在虫体上生出白色的棉絮状菌丝和分生孢子后在虫体上生出白色的棉絮状菌丝和分生孢子梗及孢子堆，虫体变成白色僵尸。梗及孢子堆，虫体变成白色僵尸。我国使用白僵菌防治松毛虫、松针毒蛾、油桐我国使用白僵菌防治松毛虫、松针毒蛾、油桐蚜虫、茶叶毒蛾、大豆食心虫、杨树天牛、玉蚜虫、茶叶毒蛾、大豆食心虫、杨树天牛、玉米螟、水稻叶蝉等害虫。米螟、水稻叶蝉等害虫。注意：白僵菌能感染家蚕，养蚕地区控制使用；注意：白僵菌能感染家蚕，养蚕地

42、区控制使用；人体吸入大量的孢子类似感冒，操作者要进行人体吸入大量的孢子类似感冒，操作者要进行适当的防护。适当的防护。 4 4杀虫杀虫抗生素抗生素阿维菌素阿维菌素 大环内酯类抗生素大环内酯类抗生素 神经末梢受体神经末梢受体氨基丁酸氨基丁酸阿维菌素阿维菌素促进促进氨基丁酸氨基丁酸释放释放进入细胞的氯离进入细胞的氯离子增加，细胞膜子增加，细胞膜超极化超极化细胞膜受体细胞膜受体神经信号传递受抑神经信号传递受抑产生菌为阿维链霉菌产生菌为阿维链霉菌对昆虫、线虫、螨虫有很好对昆虫、线虫、螨虫有很好的杀除效果的杀除效果。促进结促进结合于合于5 5原生动物杀虫剂原生动物杀虫剂孢子是微孢子虫生活史中孢子是微孢子虫

43、生活史中唯一可在宿主细胞外生存唯一可在宿主细胞外生存的发育阶段，即本虫的感的发育阶段，即本虫的感染期。染期。孢子孢子寄主细胞寄主细胞释放原孢释放原孢质质分裂体分裂体二分裂或多分裂二分裂或多分裂重复感染重复感染或形成母孢子或形成母孢子孢子孢子6、防病抗生素、防病抗生素井冈霉素产生菌是吸水链霉菌井冈变种。井井冈霉素产生菌是吸水链霉菌井冈变种。井冈霉素是用量最大的农用抗生素，对水稻的冈霉素是用量最大的农用抗生素，对水稻的纹枯病、其他作物的立枯丝核菌引起的病害纹枯病、其他作物的立枯丝核菌引起的病害都有良好的防治作用。都有良好的防治作用。三、微生物肥料三、微生物肥料 （一）定义及种类（一）定义及种类利用

44、有益微生物为植物提供有效养料和促进生长利用有益微生物为植物提供有效养料和促进生长的微生物制剂。的微生物制剂。分为两类，一类是增加植物营养的供应量，代表分为两类，一类是增加植物营养的供应量，代表是根瘤菌肥料；另一类是通过是根瘤菌肥料；另一类是通过生长刺激素生长刺激素对植物对植物的刺激作用，促进对植物营养元素的吸收，或是的刺激作用，促进对植物营养元素的吸收，或是拮抗某些病原微生物的致病作用，减轻病虫害而拮抗某些病原微生物的致病作用，减轻病虫害而导致产量增加，是广义的生物肥料，植物根际促导致产量增加，是广义的生物肥料，植物根际促生菌即属此类。生菌即属此类。三、微生物肥料三、微生物肥料 微生物肥料比化

45、学肥料的优点：微生物肥料比化学肥料的优点：长期使用不会造成环境的污染与危害。长期使用不会造成环境的污染与危害。但还不能从营养角度完全满足作物生长的需要，但还不能从营养角度完全满足作物生长的需要，不能全部取代化肥，而是减少化肥的用量。不能全部取代化肥，而是减少化肥的用量。（二）主要微生物肥料（二）主要微生物肥料 1.1.根瘤菌肥料根瘤菌肥料根瘤中细菌以多形态根瘤中细菌以多形态( (类菌体类菌体) )出现，呈棒状、出现，呈棒状、T T型、型、Y Y型。根瘤的结构有利于保护根瘤菌，防型。根瘤的结构有利于保护根瘤菌，防止其他微生物的竞争。植物与根瘤菌是互惠共止其他微生物的竞争。植物与根瘤菌是互惠共生关

46、系，植物通过光合作用合成糖类，输送到生关系，植物通过光合作用合成糖类，输送到根瘤，供给根瘤菌能源，根瘤菌固氮把空气中根瘤，供给根瘤菌能源，根瘤菌固氮把空气中的分子氮转化为化合态氮，再转化为谷氨酸和的分子氮转化为化合态氮，再转化为谷氨酸和谷氨酰类随时输出供给植物利用，利用率可达谷氨酰类随时输出供给植物利用，利用率可达100100，不污染环境。，不污染环境。（二）主要微生物肥料（二）主要微生物肥料 2.2.植物根圈促生菌剂植物根圈促生菌剂大多数植物根圈促生菌产生铁载体，将铁螯合大多数植物根圈促生菌产生铁载体，将铁螯合起来，限制有害微生物生长；起来，限制有害微生物生长；或产生一种或多种抗生素抑制或杀

47、死多种病原或产生一种或多种抗生素抑制或杀死多种病原体；或对杂草有害；或诱导植物产生整体抗性。体；或对杂草有害；或诱导植物产生整体抗性。（二）主要微生物肥料（二）主要微生物肥料 3.3.菌根菌菌根菌真菌和植物根真菌和植物根以互惠共生关系建立起来的共生体以互惠共生关系建立起来的共生体称为菌根。外生菌根的真菌菌丝在根外形成致密称为菌根。外生菌根的真菌菌丝在根外形成致密的鞘套，少量菌丝进入根皮层细胞的间隙中。植的鞘套，少量菌丝进入根皮层细胞的间隙中。植物根为真菌的生长提供能源，菌根菌为植物提供物根为真菌的生长提供能源，菌根菌为植物提供矿物质和水，还可产生植物之间的抑制物质，使矿物质和水，还可产生植物之

48、间的抑制物质，使生长植物对其他植物存在偏害关系，削弱外来者生长植物对其他植物存在偏害关系，削弱外来者的竞争，以保持占据的生境。的竞争，以保持占据的生境。四、生物表面活性剂四、生物表面活性剂( (一一) ) 生物表面活性剂的定义及性质生物表面活性剂的定义及性质生物在一定的生长条件下，在其代谢过程中生物在一定的生长条件下，在其代谢过程中分泌产生的具有一定的表面或界面活性的代分泌产生的具有一定的表面或界面活性的代谢产物。谢产物。理化性质同化学合成的表面活性剂相似，但理化性质同化学合成的表面活性剂相似，但活性更高、无毒性，易被微生物降解，不会活性更高、无毒性，易被微生物降解，不会对环境造成二次污染，有

49、可能成为化学合成对环境造成二次污染，有可能成为化学合成表面活性剂的替代品。表面活性剂的替代品。结构特点：结构特点：u非极性疏水基：一般为脂肪酰基链。非极性疏水基：一般为脂肪酰基链。u极性的亲水基：极性的亲水基：有多种形式，如中性脂的酯或醇功能团、脂肪酸有多种形式，如中性脂的酯或醇功能团、脂肪酸或氨基酸的羧基、磷脂中含磷的部分以及糖脂中或氨基酸的羧基、磷脂中含磷的部分以及糖脂中的糖基。的糖基。糖脂不溶于水，非极性糖脂溶于氯仿等憎水溶剂，糖脂不溶于水，非极性糖脂溶于氯仿等憎水溶剂，而极性糖脂溶于氯仿而极性糖脂溶于氯仿/ /甲醇混合溶剂。甲醇混合溶剂。（二）生物表面活性剂的种类（二）生物表面活性剂的

50、种类按用途可分为按用途可分为生物表面活性剂和生物乳化剂生物表面活性剂和生物乳化剂。生物表面活性剂是分子量低的小分子，能显生物表面活性剂是分子量低的小分子，能显著改变表面著改变表面/ /界面张力。界面张力。生物乳化剂是一些大分子物质，虽不能显著生物乳化剂是一些大分子物质，虽不能显著降低表面降低表面/ /界面的张力，但对油水界面表现出界面的张力，但对油水界面表现出很强的亲和力，防止油滴凝聚，从而使乳状很强的亲和力，防止油滴凝聚，从而使乳状液稳定。液稳定。依据他们的化学组成可分为糖脂、脂肽和脂依据他们的化学组成可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、中性脂蛋白、中性脂/ /脂肪酸、磷脂、聚合物和全细脂肪酸、磷脂、

51、聚合物和全细胞表面本身等。胞表面本身等。（三）生物表面活性剂的生产（三）生物表面活性剂的生产1.1. 生产生物表面活性剂的菌株生产生物表面活性剂的菌株由很多种类的微生物如细菌、放线菌、酵母菌由很多种类的微生物如细菌、放线菌、酵母菌等合成。等合成。培养基的碳源可分为培养基的碳源可分为3 3类：一类是以烷烃作为碳类：一类是以烷烃作为碳源的微生物，如棒状杆菌；一类是以水溶性底源的微生物，如棒状杆菌；一类是以水溶性底物为碳源的微生物如芽孢杆菌；第三类是以烷物为碳源的微生物如芽孢杆菌；第三类是以烷烃和水溶性底物两者为碳源的微生物，如假单烃和水溶性底物两者为碳源的微生物，如假单胞菌。胞菌。 2.2.表面活

52、性剂合成的代谢调节表面活性剂合成的代谢调节碳源的影响碳源的影响 ：培养基中的碳源是决定生物培养基中的碳源是决定生物表面活性剂结构和产量的重要因素，有的微表面活性剂结构和产量的重要因素，有的微生物仅在烃类培养基上生长时才产生生物表生物仅在烃类培养基上生长时才产生生物表面活性剂，但也有的只需要一些糖类和氨基面活性剂，但也有的只需要一些糖类和氨基酸就可以产生。酸就可以产生。可以通过向培养基中加入长链脂肪酸、烃、可以通过向培养基中加入长链脂肪酸、烃、甘油酯等油性物质诱导，是目前研究最多的甘油酯等油性物质诱导，是目前研究最多的调节方式。调节方式。 添加烃的类型很重要，有的细添加烃的类型很重要，有的细菌生

53、产表面活性剂对烃类有一定的专一性。菌生产表面活性剂对烃类有一定的专一性。氮源及其他因素的影响氮源及其他因素的影响 ：如：如C/NC/N比可以决定假比可以决定假单胞菌对糖脂的生产；单胞菌对糖脂的生产；NaNONaNO3 3 是石蜡酪杆菌是石蜡酪杆菌 B126 B126 合成糖脂的适宜合成糖脂的适宜 N N 源，用铵盐作源，用铵盐作N N源则产源则产量较低量较低 。提高产率的方法：调节碳源（烷烃、蔗糖）、提高产率的方法：调节碳源（烷烃、蔗糖）、氮源；低稀释率；诱变筛选或构建工程菌。氮源；低稀释率；诱变筛选或构建工程菌。应用于石油开采业技术应用于石油开采业技术（1 1）微生物强化采油技术）微生物强化

54、采油技术往油层中注入某些微生物和营养物质，微往油层中注入某些微生物和营养物质，微生物产生表面活性物质。生物产生表面活性物质。降低原油与水两相界面的张力，使降低原油与水两相界面的张力，使地层毛地层毛细管孔隙细管孔隙中夹持的原油大量释放出来，从中夹持的原油大量释放出来，从而提高原油采收率。而提高原油采收率。鼠李糖脂与石油磺酸盐鼠李糖脂与石油磺酸盐PSD-2PSD-2复配，使大庆复配，使大庆原油的界面张力大大下降。原油的界面张力大大下降。发酵液与磺酸盐发酵液与磺酸盐B-100B-100复合使用，使表面张复合使用，使表面张力降得更低，比水驱采油提高采收率力降得更低，比水驱采油提高采收率20%20%，成

55、为高效廉价驱油剂。成为高效廉价驱油剂。2 2、在环境生物工程上的应用、在环境生物工程上的应用 增溶作用和乳化作用。污染环境中增溶作用和乳化作用。污染环境中加入微生加入微生物或表面活性剂物或表面活性剂( (生物的或化学合成的生物的或化学合成的),),能够能够增强憎水性化合物的亲水性和生物可利用性增强憎水性化合物的亲水性和生物可利用性, ,使进入环境的污染物不断地降解，有助于污使进入环境的污染物不断地降解，有助于污染环境的生物修复。染环境的生物修复。糖脂类生物表面活性剂不仅可提高烷烃的去糖脂类生物表面活性剂不仅可提高烷烃的去除率除率, ,而且可加速烷烃的矿化程度而且可加速烷烃的矿化程度, ,缩短可

56、被缩短可被微生物利用的适应时间。微生物利用的适应时间。3 3、在食品工业和精细化工中的应用、在食品工业和精细化工中的应用 蔗糖酯、卵磷脂、山梨聚糖等都是目前食品工业蔗糖酯、卵磷脂、山梨聚糖等都是目前食品工业常用的乳化剂。常用的乳化剂。另外另外, ,生物表面活性剂还可以用作食品加工业和精生物表面活性剂还可以用作食品加工业和精细化工中的保湿剂、防腐剂、润湿剂、起泡剂、细化工中的保湿剂、防腐剂、润湿剂、起泡剂、增稠剂、润滑剂等增稠剂、润滑剂等 。如生物乳化剂作色拉调味剂。如生物乳化剂作色拉调味剂。槐糖脂具有良好的皮肤亲和性，可作为皮肤保湿槐糖脂具有良好的皮肤亲和性，可作为皮肤保湿剂用于化妆品中。剂用

57、于化妆品中。蔗糖酯也可以改善化妆品的洗蔗糖酯也可以改善化妆品的洗涤性能，增加皮肤的光润和滑腻性。涤性能，增加皮肤的光润和滑腻性。（五）问题和发展前景（五）问题和发展前景 u问题：问题： 生产成本较高生产成本较高 3 31010倍倍 u解决策略：解决策略： (1)(1)通过选育高产菌株通过选育高产菌株 (2)(2)找到廉价发酵原料找到廉价发酵原料 （3 3）改进发酵工艺、用先进的下游技术）改进发酵工艺、用先进的下游技术 （4 4）开发出它的二次产品）开发出它的二次产品, ,提高其附加值。提高其附加值。 五、生物塑料五、生物塑料 已经商品化的可生物降解塑料主要包括脂肪族聚酯、淀已经商品化的可生物降

58、解塑料主要包括脂肪族聚酯、淀粉粉- -聚乙烯、热塑性淀粉共混物、聚乳酸和聚己内酯。聚乙烯、热塑性淀粉共混物、聚乳酸和聚己内酯。（一）聚（一）聚羟基烷酸（羟基烷酸（PHAsPHAs）的结构）的结构当当R R为甲基、为甲基、m m为为1 1时，单体为时，单体为羟基丁酸羟基丁酸（HBHB），聚合物为），聚合物为PHBPHB。两种或两种以上的单。两种或两种以上的单体还能形成共聚物，典型代表为体还能形成共聚物，典型代表为PHBVPHBV，是，是羟基丁酸和羟基丁酸和羟基戊酸（羟基戊酸（HV)HV)的聚合物。的聚合物。 线状的线状的羟基烷酸的聚酯。多聚物的相对羟基烷酸的聚酯。多聚物的相对分子质量可高达分子质

59、量可高达2x102x106 6；PHBPHB是是100100立体专一立体专一性的，所有不对称碳原子都是性的，所有不对称碳原子都是D(-)D(-)构型，因构型，因此此PHBPHB是高度结晶的晶体。是高度结晶的晶体。在物理性质甚至在分子结构上与聚丙稀很相在物理性质甚至在分子结构上与聚丙稀很相似，如熔点、玻璃态温度、结晶度、抗张度似，如熔点、玻璃态温度、结晶度、抗张度等，并且具有相对密度大、透氧率低、抗紫等，并且具有相对密度大、透氧率低、抗紫外线照射、具有光学活性、阻湿性和压电性外线照射、具有光学活性、阻湿性和压电性等优点。等优点。PHAsPHAs的理化性质的理化性质PHAsPHAs的用途的用途PH

60、AsPHAs这类热塑性聚酯可以纺丝、压膜或注塑，这类热塑性聚酯可以纺丝、压膜或注塑，在工业上可以用作各类包装材料；在工业上可以用作各类包装材料；农业上用作农用薄膜、长效农药或肥料的生农业上用作农用薄膜、长效农药或肥料的生物降解载体；物降解载体；在医药方面可作外科缝线、骨骼代用品或骨在医药方面可作外科缝线、骨骼代用品或骨板、术后无需取出，还可用于血管替代品，板、术后无需取出，还可用于血管替代品，长效药物的生物降解载体长效药物的生物降解载体。 PHBPHB的生物相容性：的生物相容性：研究发现，研究发现，PHBPHB的降解产物的降解产物D(-)D(-)3 3羟基丁羟基丁酸是普遍存在于高等动物中的中间