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以生物反應槽進行甲基第三丁基醚(MTBE)生物分解之研究

為了解決tsa007設定的問題，作者詹凱帆 這樣論述：

各先進國家於1990年開始廣泛使用甲基第三丁基醚(Methyl tert-butyl ether, MTBE)，作為用於提高汽油辛烷值的含氧添加劑。MTBE具可水溶性及高揮發性；因此在地下水層與地面水間具有高移動性，且可藉由揮發作用汙染到地表土壤與底泥。然而，處理受MTBE污染場址中，生物復育技術是最為經濟、高效率且貼近環境原樣的方式。本研究主要探討利用來自石化污染場址中所分離的菌種(Pseudomonas sp. NKNU01, Bacillus sp. NKNU01, Klebsiella sp. NKNU01, Enterobacter sp. NKNU01, Enterobacter

sp. NKNU02)，進行MTBE生物降解試驗，並找出最具有分解MTBE潛力菌種及其降解途徑。分別利用批次試驗求得單一菌種及混合菌種將MTBE當作碳源之降解能力、共代謝物質對微生物降解MTBE情形的影響。使用生物反應槽利用批次試驗所得實驗條件進行提高MTBE濃度降解試驗。分解途徑以蛋白質體技術進行鑑定，針對二維電泳蛋白質表現量差異兩倍以上蛋白質點，再利用MALDI-TOF MS分析與PMFs(peptide mass fingerprints)資料庫比對鑑定。在批次實驗中，混合菌加入共代謝物質降解效果為最佳，可降解MTBE約達64%，在單一菌種則是Bacillus sp. NKNU01為最

佳，可降解MTBE約21%；共代謝物質挑選，屬正戊烷(Pentane)具有最佳效果。另外，不添加共代謝物質試驗中，發現Enterobacter sp. NKNU02降解MTBE效率約達29%較添加共代謝物質時效率佳，且屬單一菌種試驗中具有最佳降解MTBE潛力菌種。生物反應槽試驗結果顯示Enterobacter sp. NKNU02可於不添加共代謝物質之實驗分解MTBE約達56%；另一方面加入共代謝物試驗中，Bacillus sp. NKNU01與Klebsiella sp. NKNU01降解MTBE皆約達22%，與批次實驗相較之下皆有顯著差異，故推測利用生物反應槽可促進生物降解效率提升。結果顯

示Enterobacter sp. NKNU02為具有最佳分解MTBE潛力菌種，蛋白質鑑定其代謝蛋白包含alcohol dehydrogenase、phospho- glyceromutase、transaldolase與isocitrate dehydrogenase；另外利用GC/MS進行定性分析，推估出具可能性之代謝產物，如acetic acid、2-propenoic acid與2-propanol。實驗發現Enterobacter sp. NKNU02進行MTBE分解時，不經過第三丁醛(tert-butyl formate, TBF)轉化，而直接氧化生成第三丁醇(tert-butyl

alcohol, TBA)進而生成2-Propanol與Lactate再進入TCA cycle，完成MTBE代謝作用。降解實驗添加BTEX以模擬汽油發生洩漏，結果發現Enterobacter sp. NKNU02分解MTBE會受BTEX所抑制，使降解率約減為16%。然而，BTEX亦會被Enterobacter sp. NKNU02分解，甲苯被分解效果為最佳約有36%，苯約有32%，故此菌種對其他汽油污染物亦具有降解效用。本研究結果可應用提升汽油污染場址之生物復育可能性