БИБЛИОГРАФСКИ ПРЕГЛЕД НА БИОРАЗРАСТВАЩИТЕ МИКРООРГАНИЗМИ НА ПОЛИЕТИЛЕН С НИСКА ПЛЪТНОСТ И
БИБЛИОГРАФСКИ ПРЕГЛЕД ЗА ПОЛИТИЛИЛЕН МИКРОГРАДИНГ МИКРООРГАНИЗМИ И НЕГОВИТЕ ВЪЗДЕЙСТВИЯ ВЪРХУ МАТЕРИАЛА Нелсън Рикардо Акуня Молина 2017 г.
БИБЛИОГРАФСКИ ПРЕГЛЕД ЗА ПОЛИТИЛИЛЕН МИКРОГРАДИНГ МИКРООРГАНИЗМИ И НЕГОВИТЕ ВЪЗДЕЙСТВИЯ ВЪРХУ МАТЕРИАЛА Нелсън Рикардо Акуня Молина ДОПЪЛНИТЕЛНА РАБОТА ЗА ОТБОР ЗА СТЕПЕНТА В ХИМИЯТА Режисьори: Хорхе Алонсо Ленаси Рожас Сърежисьор: д-р Марио Санчес Родригес. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS ФАКУЛТЕТ НА НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЕ УЧЕБЕН ПРОГРАМА НА БАКАЛАВЪР В ХИМИЯ BOGOTA D.C. 2017 I
Бележка за приемане Председател на журито Жури Богота D.C. (01 март 2017 г.) II
Посвещение на майка ми и на всички учители, които насърчиха и засилиха любопитството и любовта ми към науката, както и на онези, които ме насочиха и ми помогнаха да придобия научните си знания и умения. III
ПРИЗНАНИЯ Благодаря на майка ми за нейната постоянна подкрепа, на учителите ми за всичките им учения, особено на моите директори и съдиректори Хорхе, Джозуе и Марио за усилията и подкрепата, на всички мои приятели, които допринесоха по някакъв начин със своите съвети и предложения. в реализацията на тази работа, особено Дейвид Леонардо Кастила и Нестор Александър Замбрано, които любезно допринесоха чрез своите отзиви и предложения. IV
СЪДЪРЖАНИЕ Списък на таблици X Списък на фигури XI Списък на фигури XIII Списък на приложения XIV Съкращения XV Речник XVI 1. РЕЗЮМЕ 1 2. ВЪВЕДЕНИЕ 2 3 ЦЕЛИ 2 3.1 Общи цели 2 3.2 Специфични цели 3 4. ПРЕДШЕСТВАЩО И ОБСТОЯТЕЛСТВО 3 4.1. Дефиниция на проблем 3 4.2. Исторически преглед 4 4.3 Алтернативи за контрол на LDPE 5 4.3.1 Погребване в депа за LDPE 5 4.3.2 Изгаряне на LDPE 5 4.3.3 Пиролиза на LDPE 6 4.4. Политики за рециклиране 6 4.4.1 Проблем с околната среда, причинен от LDPE 7 5 ТЕОРЕТИЧНА РАМКА 7 5.1 Полимери 8 5.1.1 Пластмаси 8 5.1.2 Полиолефини 8 5.1.2.1.1 Полиетилен (PE) 8 5.1.2.1.2 Класификация на PE 8 5.1 .2.1.2.1 Полиетилен с ниска плътност (LDPE) 9 5.1.2.1.2.2 Линеен полиетилен с ниска плътност или (LLDPE) 9 5.1.2.1.2.3 Полиетилен с висока плътност (HDPE) 9 5.1.2.1.2.4 Причини за химическата инертност на полиетилен 10 5.2 Биополимери заместители на LDPE 10 5.2.1 Естествени биополимери 10 5.2.2 Синтетични биополимери 10 5.2.3 Биопластика 11 5.2.3.1 Напълно биоразградима биопластика 11 5.2.3.2 Биоразградима биопластика 11 5.3 Биоремедиация 11 5.3.1 Биоразграждане на ниски плътност полиетилен 11 (LDPE) 5.3.1.1 Биодетериорация 12 5.3.1.2 Асимилация 12 V
5.4.2.6.1 Жизнеспособност на микробния биофилм 62 5.4.2.6.2 Предварителни тестове за характеризиране 62 5.4.2.6.3 Специфични тестове за идентификация 62 5.4.2.7 Продукти на биоразграждане 62 5.5 Предложена методология 63 5.5.1 Тест за жизнеспособност микроорганизми 64 жизнеспособни на плоча разреждане 5.5.1.1 Вземане на проби и селекция на LDPE-разграждащи микроорганизми в SM течна среда 5.5.1.2 Предварителна идентификация 65 5.5.1.3 Предварителни тестове за идентификация на гъбички 66 5.5.1.4 Тест за биоразграждане in vitro 67 5.5.2 Тест за загуба на маса 67 5.5.3 Специфична идентификация 67 5.5.3.1 Техника 69 полиморфизми с дължина на рестрикционни фрагменти (RFLP) 5.5.4 Инструментални тестове 69 5.5.4.1 Прилагане на FTIR за изследване на биоразграждането на LDPE 69 5.5.4.1.1 Варианти на техниката 69 5.5.4.1.1.1 FT-IR ATR спектроскопия 69 5.5.4.1.1.2 FT-IR дифузно отражение (DRIFT) 70 5.5.4.1.2 Индекси за количествено определяне на окислението 70 5.5 .4.1 .2.1 Карбонилен индекс (CI) 70 5.5.4.1.2.2 Винилов индекс (IV) 70 5.5.4.1.2.3 Процент (%) на кристалност на LDPE 70 5.5.4.2 Газова хроматография, свързана с 71 GCMS масспектроскопия 5.5.4.2 .1 Количествено определяне на производството на CO 2 71 6 АНАЛИЗ 72 7. ЗАКЛЮЧЕНИЯ 77 8. ПРЕПОРЪКИ 78 9. БИБЛИОГРАФИЯ 79 65 IX
СПИСЪК НА ФИГУРИТЕ Фигура 1 a Линеен полиетилен с ниска плътност (LLDPE) 9 Фигура 1 b Полиетилен с ниска плътност (LDPE) 9 Фигура 1 c Полиетилен с висока плътност HDPE 9 Фигура 2 Фактори, влияещи върху биоразграждането на LDPE 13 Фигура 3 Пътища хипотетична трансформация на полиетилена до неговата пълна минерализация 14 Фигура 4. Биоразграждане на PE чрез β-окисление 14 Фигура 5 Инициатори на PE окисление 15 Фигура 6 Механизъм на хемолитична руптура или фотолиза 16 Фигура 7 Иницииране от метален агент 16 Фигура 8 Разпространение на фотоокисление 17 Фигура 9 a Механизми на окисление след реакциите на Norrish тип 1 и 2 17 Фигура 9 b Окисление за образуване на мастни киселини или 17 естери Фигура 10 Налични техники и методи за изследване на разграждането на LDPE 37 Фигура 11 Предложена основна методологична схема 64 Фигура 12 Предварителни методи на метаболитна идентификация 66 Фигура 13 Методология, която трябва да се извърши за конкретната идентификация a 68 Фигура 14 Процедура за изолиране на LDPE биоразградими микроорганизми Фигура 15 Процедура за култивиране, изолиране и идентифициране на LDPE разграждащи микроорганизми 100 101 XI
СПИСЪК НА ГРАФИКАТА Страница Графика 1. Вариация в световното производство на пластмаси от 1950 до 2010 г. Графика 1. B Вариация в световното производство на пластмаси от 1950 до 2013 г. Графика 2. Дял на докладваните жанрове, свързани с биоразграждането на (LDPE) Графика 3. Техники най-често се използва за изследване на биоразграждането на LDPE 4 4 75 76 XIII
СПИСЪК НА ПРИЛОЖЕНИЯТА ПРИЛОЖЕНИЕ А1. ПРИЛОЖЕНИЕ А2. ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Изолиране и преброяване на LDPE биоразградими микроорганизми Култура на LDPE биоразградими микроорганизми Пречистване на LDPE биоразградими микроорганизми 100 101 102 ПРИЛОЖЕНИЕ C Тест за биоразграждане на LDPE 103 ПРИЛОЖЕНИЕ D Екстракция на ДНК от гъби 104 ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Екстракция на ДНК от бактерии 105 ПРИЛОЖЕНИЕ F. Дискриминация между микробни групи, използващи RFLP 106 ПРИЛОЖЕНИЕ G1. Тестове за идентифициране на бактерии 107 ПРИЛОЖЕНИЕ G2. Тестове за бактериална идентификация 108 ПРИЛОЖЕНИЕ G3. Тестове за бактериална идентификация 109 ПРИЛОЖЕНИЕ G4. Тестове за идентифициране на бактерии 110 ПРИЛОЖЕНИЕ H Списък на веществата за среда и тестове 111 ПРИЛОЖЕНИЕ I Предложена процедура за сеитба 114 ПРИЛОЖЕНИЕ J1 Таблица с предварителни характеристики на бактериите 115 ПРИЛОЖЕНИЕ J2 Предварителни характеристики на бактериите 116 ПРИЛОЖЕНИЕ J3 Предварителни характеристики на бактериите 117 ПРИЛОЖЕНИЕ K1 Процедура за анализ на полиетилен с използване FTIR ПРИЛОЖЕНИЕ K2 Процедура за анализ на полиетилен, използвайки FTIR ПРИЛОЖЕНИЕ L1 Количествено определяне на производството на CO 2 и идентификация на метаболити ПРИЛОЖЕНИЕ L2 Количествено определяне на производството на CO 2 и идентификация на метаболити 118 119 120 121 XIV