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第四章 實驗結果與討論

4.1 不同搖晃培養對於 NTU-1 生物降解及包覆正十六烷能力的影響及改進方

4.1.3 討論

根據4.1.2 節實驗之結果與觀察,2000 ppmv 的正十六烷、迴旋式的培養方 式,若在反應錐形瓶中加入不同折角及大小的篩網,可幫助細胞的生長、提升 NTU-1 生物降解及包覆的能力,形成結塊的時間也會與 4.1.1 節中往復式培養的 時間類似,44 小時內 NTU-1 即把大量的正十六烷包覆起來,此時移除效果高達 95%以上。這個結果對於處理石油污染問題有很大的幫助,未來反應器設計中可 嘗試加入這些篩網,期望其對於大量烷類連續式的生物復育可有正面的效果。

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4.1.2 節實驗結果中可發現在迴旋式培養方式下,於反應錐形瓶中加入篩網 雖然可以幫助NTU-1 降解及包覆正十六烷的能力,但加入不同篩網孔徑大小及 折角時,正十六烷的移除效果並不會因此而有太大的差異。推測其中一項原因可 能是加入的篩網孔徑大小太相近不足以看出不同的效應,另外我們認為篩網除了 能幫助攪拌使油滴顆粒變小,增加NTU-1 與其接觸的面積與機會以外,可能還 有其他的作用。為了能更清楚觀察正十六烷在加入篩網的組別且轉速100 rpm 條 件下的分布位置,我們先以脂溶性染料Sudan I (C16H12N2O) 將無色正十六烷染 成橘色,取200 μL 加入含有 10 mesh、折角 180 度篩網的錐形瓶中,並加入 NTU-1 礦物培養基NTU-1 菌液 (OD600 ≒ 1)。分別觀察反應在第 0、24、48 及 72 小時 NTU-1 與正十六烷在錐形瓶中的分布情形。如照片 4.1.2.4-1 所示。

(A) (B)

(C) (D)

照片4.1.2.4-1 以脂溶性染料 Sudan I (C16H12N2O) 將無色正十六烷染成橘色,加 入含有10 mesh 折角 180 度篩網的錐形瓶中,觀察不同時間 NTU-1 與正十六烷 在錐形瓶中的分布情形。(A) 第 0 小時;(B) 第 24 小時;(C) 第 48 小時;(D) 第 72 小時。

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由照片4.1.2.4-1 (A) 可以看出一開始在加入染色後正十六烷時,因密度較小 而分布於培養基的表面。經過24 小時培養後 (照片 4.1.2.4-1 (B) ),可以看到染 色的正十六烷會被NTU-1 所貼附並懸浮在培養基表面,此時染色的正十六烷已 不如剛加入時的均勻分布在液面。另外,由照片4.1.2.4-1 (B) 中可以看出,被 NTU-1 貼附的染色正十六烷有部分會黏附在篩網上。我們推測,迴旋式搖晃培 養實驗中,分布於外圓周的正十六烷會因為篩網及搖晃的方式而散亂的分布在培 養基中,其他例如接近圓心部分的烷類,則可能因為流體的流動的圓周較小而卡 在篩網的孔隙或交叉處,此時NTU-1 就會黏附在篩網上的正十六烷並開始降解 利用,故我們由照片4.1.2.4-1 (C) 及 (D) 中除了看到已經形成的細菌結塊外,

皆可以看到黏附在篩網上的NTU-1 及正十六烷。這個現象推測也是能幫助 NTU-1 利用並包覆正十六烷的原因,因為正十六烷間接的被固定在培養基中的 某處,使分散於培養基中NTU-1 能穩定的接觸並利用碳源,故隨著時間的增加,

NTU-1 會因為降解正十六烷而跟著增加,當 NTU-1 細胞長到一定量時就會逐漸 的把未降解的正十六烷包覆起來,使正十六烷的移除效果在短時間內即達到95%

以上。

總結篩網的加入為何可以提升迴旋式培養下正十六烷的移除效率,主要的原 因可能有以下兩點:

(1) 篩網的加入可幫助正十六烷的在培養基中攪拌分散的效果,使正十六烷油滴 顆粒變得更小,並且不會只是停留在培養基的上層處,因此可幫助NTU-1 與正十六烷的接觸,當NTU-1 與正十六烷接觸的機會變大時,其降解及包 覆的機會也會跟著提升。

(2) 實驗中有觀察到結塊除了較明顯的聚集在篩網開口的上下處外,篩網中間的 部分也會有細菌結塊的黏附。其主要是在於當反應錐形瓶以迴旋式來培養時,

少部分正十六烷會因為瓶中培養基的搖晃旋轉而有停留在篩網上的現象,此 時NTU-1 則會貼附在這些正十六烷,進而黏附在篩網上,幫助 NTU-1 生長 及使移除正十六烷的效率提升。

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