以不同量之乾燥 NTU-1 結塊處理 2000 ppmv 正十六烷

由前面實驗4.4.1、4.4.3 節中發現 NTU-1 在第 12 小時約以 0.25 ~ 0.27 g/L 的結塊密度包覆了1700 ~ 1900 ppmv 的正十六烷，然而 4.4.4 節中的 NTU-1 在第 12 小時卻以較低的結塊密度 0.16 g/L 包覆了 1700 ppmv 的正十六烷。不同密度 的NTU-1 結塊卻包覆了相同濃度的烷類，顯示在 NTU-1 添加的重量大於一定量 後，正十六烷的包覆量不會隨著細胞量越高而增加。4.3.2 節中得到冷凍乾燥後 NTU-1 結塊密度為 0.08 g/L 時，正十六烷的包覆效果較差，2000 ppmv 的正十六 烷中約只能移除掉50 ~ 60%；而當冷凍乾燥後 NTU-1 密度大於 0.2 g/L 時，正十 六烷即能達到80 ~ 90%的移除效果。在這一節實驗中，將添加的正十六烷濃度 固定為2000 ppmv，並測試每 100 mL 礦物培養基中加入不同重量的乾燥 NTU-1

167

結塊時，正十六烷被包覆及移除的效果為何，進而找出處理2000 ppmv 正十六烷 時，最適合添加的乾燥NTU-1 重量。

實驗條件如下：

 NTU-1 結塊製備：5 mL (OD600 ≒ 1) 礦物培養基菌液與 200 μL 正十六烷 加入100 mL MSM 礦物培養基，培養 3 天後取得 NTU-1 細菌結塊。

 烘乾溫度：80℃

 烘乾所需時間：15 小時

 烘乾後初始取樣重量：(A) 0.01；(B) 0.02；(C) 0.03；(D) 0.05；(E) 0.06；

(F) 0.08；(G) 0.1 g

 烘乾初始 NTU-1 結塊重量 (經過加入培養基復水後以 0.3 μm 濾紙過濾)：

(A) 0.0054；(B) 0.0122；(C) 0.0179；(D) 0.0278；(E) 0.0357；(F) 0.0463；

(G) 0.0573 g

 培養基正十六烷濃度：2000 ppmv

 培養基 pH 值：7  6.8 (滅菌後)

 培養基體積：100 mL

 培養箱及轉速：往復式恆溫震盪水槽，100 rpm

 分析時間點：第 12 小時

實驗中測試了7 個不同初始的 NTU-1 結塊重量，分別觀察這 7 組不同重量 的NTU-1 在第 12 個小時所呈現的結塊形態，如照片 4.4.5-1 所示。同時也分析 第12 小時 NTU-1 細胞密度的變化及正十六烷的分布情形，以圖 4.4.5-1~2 表示。

由照片4.4.5-1 可以看出，隨著添加的 NTU-1 重量的不同，每一組實驗皆能再形 成結塊將正十六烷給包覆起來，但包覆的效果卻有差異，且很明顯的看出當 NTU-1 添加初始重量較低時，結塊的形態會較鬆散且呈現白色，如照片 4.4.5-1 (A)、(B)。當初始 NTU-1 重量提高至 0.018 g 或 0.028 g 時，會形成較緊實的乳 白色結塊，如照片4.4.5-1 (C)、(D)。於更高添加 NTU-1 的重量下，結塊則會呈

168

現緊實且顏色為淡黃色的情形，如照片4.4.5-1 (F)、(G) 所示。這個現象顯現出 在相同濃度的正十六烷下，不同重量的乾燥NTU-1 結塊皆能聚集並將其包覆於 結塊中，且因為形成的細胞密度不同而呈現不同形態及顏色。

同時由圖4.4.5-1 細胞密度分布圖可以看到隨著初始取樣 NTU-1 重量的增加，

再次形成的結塊細胞密度會跟著提升，而殘餘在培養基的細胞密度則會維持在 0.02 g/L 左右，這也說明了為什麼 NTU-1 再次形成結塊的顏色及緊實程度會有差 異，當形成細胞密度越高結塊形態會較緊密且顏色較深。

圖4.4.5-2 正十六烷的分布圖則顯示出當初始 NTU-1 重量較低時，正十六烷 的包覆量也較低。例如，初始NTU-1 重量為 0.0054 g 的組別，約只能包覆 1100 ppmv 左右的正十六烷。同時我們也可觀察到，並不會因為添加成倍數的 NTU-1 結塊而包覆成倍數的正十六烷。正十六烷的包覆量在初始NTU-1 結塊重量為 0.018 g 以上時會維持 1700 ~ 1900 ppmv 的包覆量。

將正十六烷的包覆量與殘餘量換算成移除百分比，以圖4.4.5-3 表示。由此 圖可以知道NTU-1 結塊初始取樣的重量較低時，正十六烷的移除效率較差。其 中，初始NTU-1 結塊重量約為 0.0054 g 的這組實驗，可以發現其誤差範圍較大，

主要是因為系統中乾燥後的NTU-1 結塊密度太低不足以完全吸附 2000 ppmv 的 正十六烷並形成結塊，符合4.3.2 節中 (2) 部分 (初始冷凍乾燥後 NTU-1 結塊重 量為0.008 g 時，正十六烷的包覆效果較差) 的實驗結果。在初始 NTU-1 重量大 於0.018 g 時，正十六烷的移除效果皆能達到 90%或以上，與 4.3.2 節中 (1) 及 (3) 部分的實驗結果相似 (冷凍乾燥後初始 NTU-1 重量大於 0.02 g 時，正十六烷的 移除效率能達到80 ~ 90%)。故當正十六烷濃度為 2000 ppmv (每 100 mL 礦物培 養基) 時，若要使其移除效率達 90%以上又不想浪費多餘的 NTU-1 結塊時，我 們可取初始NTU-1 重量約為 0.02 g 較佳，因為再高的 NTU-1 重量也不會再提升 正十六烷的包覆效果。將其換算可以知道在較大的系統中可使用1 g/L 的 NTU-1 結塊密度來處理10000 ppmv 的正十六烷。

169

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.00

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60

Dispersed cells Cell pellets Total

Cell Density (g/L)

Dried NTU-1 Sampling Weight (g)

(A) (0.01)0.0054 g (B) (0.02)0.0122 g (C) (0.03)0.0179 g (D) (0.05)0.0278 g

(E) (0.06)0.0357 g (F) (0.08)0.0463 g (G) (0.1)0.0573 g 照片4.4.5-1 培養條件 30℃、往復式震盪培養 100 rpm、初始 pH 值 6.8，培養基 中加入不同初始重量烘乾後的NTU-1 結塊，處理 2000 ppmv 正十六烷第 12 小時 NTU-1 細胞結塊的形態。

圖4.4.5-1 培養條件 30℃、往復式震盪培養 100 rpm、初始 pH 值 6.8，礦物培養 基中加入不同初始重量烘乾後的NTU-1 結塊，處理 2000 ppmv 正十六烷第 12 小 時NTU-1 細胞密度之分布。

170 Initial NTU-1 Weight(g):

0.08 0.1 0.06 0.05 0.03 0.02

Residual C16 Trapped C16

Dried Sampling Weight(g):

n-Hexadecane (ppmv) Initial NTU-1 Weight(g):

0.1 0.06 0.08

0.05 0.02 0.03

Dried Sampling Weight(g):

Removal Efficiency (%)

0.01

171