特异性吸附/生物降解一体膜高效去除水中痕量环境激素的基础研究

针对微生物高效降解污染物需要一定的底物（即靶污染物）浓度这一前提，以环境中广泛存在的双酚A（BPA）和邻苯二甲酸二丁酯（DBP）为模式环境激素，分别将可特异性吸附BPA与DBP的两种人工抗体（MIPs），和可高效降解BPA与DBP的两类优势菌，按不同比例，电纺法制备系列特异性吸附/生物降解一体膜。在系统研究一体膜吸附和降解动力学及降解安全性的基础上，利用一体膜高效特异性去除水中痕量靶激素。含MIPs和优势菌的一体膜集特异性吸附和微生物降解于一体，膜中的MIPs可快速特异性富集水中痕量靶激素，迅速提高膜局部的靶激素浓度，促进膜上固定化优势菌高效降解被吸附的靶激素，同时释放MIPs结合位点以继续吸附新的靶激素。整个特异性吸附-生物降解过程循环进行，最终高效特异性降解痕量靶激素。本研究为高效特异性去除痕量污染物提供了一种新方法，在环境等多个领域均有极好的应用前景，具有重要的社会、经济和科学意义。

针对微生物高效降解污染物需要一定的底物（即靶污染物）浓度和较高的降解优势菌这一前提，以环境中广泛存在的双酚A（BPA）和邻苯二甲酸二丁酯（DBP）为模式环境激素，建立可高效异性去除痕量污染物的一种新方法：（1）将BPA优势降解菌，以及DBP优势降解菌，与可分别特异性吸附BPA与DBP的两种人工抗体（BPA-MIP和DBP-MIP），按一定比例，制备可高效降解痕量BPA和DBP的特异性吸附/生物降解一体膜；（2）系统研究一体膜对不同污染物的吸附特点、降解动力学特点和降解安全性：水中的污染物结构类似物可促进相应污染物的降解，一体膜降解后的水中非挥发性有机物毒性与不含污染物的地面水中有机物的毒性类似，一体膜降解不会增加水中有机物的毒性；（3）利用一体膜高效特异性去除水中痕量靶激素: 含MIPs和优势菌的一体膜集特异性吸附和微生物降解于一体，膜中的MIPs可快速特异性富集水中痕量靶激素，迅速提高膜局部的靶激素浓度，促进膜上固定化优势菌高效降解被吸附的靶激素，同时释放MIPs结合位点以继续吸附新的靶激素。整个特异性吸附-生物降解过程循环进行，最终高效特异性降解痕量靶激素。本研究还增加了以下研究内容：（4）研究了MIPs对活性污泥降解痕量环境激素效率的影响；（5）制备可同时特异性吸附多种靶分子的分子印迹纳米膜（nano-MIM），并用于多种污染物的监测；（6）为实时监测BPA的降解过程，利用新型荧光功能单体丹磺酰异丁烯酸制备荧光MIPs，利用荧光的变化值在线监测非荧光化合物BPA的降解过程，为快速准确不同水体中的BPA提供了一种新方法；（7）生物降解需使用微生物，为快速检测降解后的水中是否存在内毒素等微生物代谢产物，建立了系列基于MIPs的水中痕量内毒素快速检测方法，这些方法比利用天然抗体的相应方法，有更高的灵敏度和准确性；（8）一体膜属于纳米材料的一种，从环境安全角度，增加了纳米二氧化钛与BPA联合暴露对人胚肝细胞的毒性研究；（9）为检测系列环境激素，建立了分子印迹固相萃取和HPLC检测大体积奶类和肉类中痕量雌二醇的方法。本研究建立了集特异性吸附和生物降解于一体，可有效提高对低浓度污染物效降解的新方法，同时也建立了快速准确检测水中痕量环境激素以及其他污染物的系列新方法，以上方法在医学、环境、农业等多个领域均有极好的应用前景，具有较大的科学、社会和经济价值。