การศึกษาเปรียบเทียบการร่วมย่อยสลายไตรคลอโรเอทธิลีนทางชีวภาพโดยใช้โทลูอีน ฟีนอลและเบนซิลแอลกอฮอล์เป็นซับสเตรตเพื่อการเจริญเติบโต

A comparison study of biological cometabolism of trichloroethylene using toluene, phenol, and benzyl alcohol as growth substrates

Name: นภาพร กิตติศิริ

ThaSH: ฟีนอล

ThaSH: เชื้อเพลิงแอลกอฮอล์

Abstract: งานวิจัยครั้งนี้เป็นการศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้เบนซิลแอลกอฮอล์เป็นซับสเตรตแทนโทลูอีนและฟีนอล ในการบำบัดไตรคลอโรเอทธิลีนทางชีวภาพ โดยศึกษาค่าสัมประสิทธิ์การเจริญเติบโต (Growth Yield : Y) และค่า TCE Transformation Yield (T[subscript y]) ของซับสเตรตทั้งสามชนิดในการทดลองแบบแบตช์ และทำการศึกษาหาค่าคิเนติกส์ของการร่วมย่อยสลายไตรคลอโรเอทธิลีนด้วยแบบจำลองคอมพิวเตอร์ งานวิจัยนี้ใช้เชื้อจุลินทรีย์ที่โตบนโทลูอีนมาใช้ในการทดลอง ผลการทดลองพบว่าจุลินทรีย์ที่โตบนโทลูอีน สามารถใช้เบนซิลแอลกอฮอล์เป็นซับสเตรตแทนโทลูอีนและฟีนอลในการบำบัดไตรคลอโรเอทธิลีนได้ ค่า Y ของจุลินทริย์ที่ใช้โทลูอีนฟีนอล และเบนซิลแอลกอฮอล์เป็นซับสเตรตที่ได้จากการทดลองมีค่าเท่ากับ 0.074 มิลลิกรัม-โทลูอีน/มิลลิกรัม-เซลล์ 0.056 มิลลิกรัม-ฟีนอล/มิลลิกรัม-เซลล์ และ 0.060 มิลลิกรัม-เบนซิล แอลกอฮอล์/มิลลิกรัม-เซลล์ ตามลำดับ ส่วนค่า T[subscript y] ของการใช้ซับสเตรตทั้งสามชนิดในการย่อยสลายไตรคลอโรเอทธิลีน มีค่าเท่ากับ 0.014 มิลลิกรัม-ทีซีอี/มิลลิกรัม-โทลูอีน 0.015 มิลลิกรัม-ทีซีอี/มิลลิกรัม-ฟีนอล และ 0.012 มิลลิกรัม-ทีซีอี/ มิลลิกรัม-เบนซิลแอลกอฮอล์ เมื่อทำการประมาณค่าตัวแปรทางคิเนติกส์โดยแบบจำลองคอมพิวเตอร์ AQUASIM2.1b สำหรับการใช้ โทลูอีนเป็นซับสเตรต ค่าอัตราการย่อยสลายซับสเตรต (k[subscript g]) เท่ากับ 4.01 มิลลิกรัม-โทลูอีน/มิลลิกรัม-เซลล์/วัน ค่าความ เข้มข้นที่อัตราการย่อยสลายซับสเตรตเป็นครึ่งหนึ่ง (K[subscript sg]) เท่ากับ 1.29 มิลลิกรัม/ลิตร ค่าอัตราการย่อยสลายไตรคลอโร-เอทธิลีน (k[subscript c]) เท่ากับ 1.67 มิลลิกรัม-ทีซีอี/มิลลิกรัม-เซลล์/วัน และค่าความเข้มข้นที่อัตราการย่อยสลายไตรคลอโร-เอทธิลีนเป็นครึ่งหนึ่ง (K[subscript sc]) เท่ากับ 7.61 มิลลิกรัม/ลิตร ลำหรับการใช้ฟีนอลเป็นซับลเตรต ค่า k[subscript g] เท่ากับ 5.27 มิลลิกรัม- ฟีนอล/มิลลิกรัม-เซลล์/วัน ค่า K[subscript sg] เท่ากับ 0.98 มิลลิกรัม/ลิตร ค่า k[subscript c] เท่ากับ 1.39 มิลลิกรัม-ทีซีอี/มิลลิกรัม-เซลล์/วัน และค่า K[subscript sc] เท่ากับ 6.62 มิลลิกรัม/ลิตร และสำหรับการใช้เบนซิลแอลกอฮอล์เป็นซับลเตรต ค่า k[subscript g] เท่ากับ 7.09 มิลลิกรัม-เบนซีลแอลกอฮอล์/มิลลิกรัม-เซลล์/วัน ค่า K[subscript sg] เท่ากับ 0.83 มิลลิกรัม/ลิตร ค่า k[subscript c] เท่ากับ 1.46 มิลลิกรัม-ทีซีอี/ มิลลิกรัม-เซลล์/วัน และค่า K[subscript sc] เท่ากับ 7.06 มิลลิกรัม/ลิตร ผลการทดลองดังกล่าวสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในเชิงวิศวกรรมในการบำบัดการปนเปื้อนของไตรคลอโร- เอทธิลีนในชั้นน้ำใต้ดิน การวางแผนบำบัดและฟื้นฟูสามารถใช้โปรแกรมร่วมกับการทดลองแบบแบตซ์เพื่อประมาณการ ปริมาณซับสเตรต เวลาที่จุลินทรีย์ใช้ในการย่อยสลาย และประมาณค่าใช้จ่ายในการบำบัดได้

Abstract: This research was focused on possibility of replacing toluene and phenol with benzyl alcohol as growth substrates in biological cometabolism of trichloroethylene (TCE). Growth Yield (Y) and TCE Transformation Yield (T[subscript y]) using toluene, phenol, and benzyl alcohol as growth substrates were studied in the batch experiments. Kinetic parameters of the cometabolism processes were estimated using a computer modeling. This research started with microorganisms grown on toluene. Results showed that benzyl alcohol could be replaced for toluene and phenol as growth substrate in TCE biological cometabolism. In this study, Growth Yields (Y) of toluene, phenol, and benzyl alcohol were 0.074 mg-toluene/mg- cells, 0.056 mg-phenol/mg-cells, and 0.060 mg-benzyl alcohol/mg-cells, respectively. TCE Transformation yields (T[subscript y]) using toluene, phenol, and benzyl alcohol as growth substrates were 0.014 mg-TCE/mg-toluene, 0.015 mg-TCE/mg-phenol, and 0.012 mg-TCE/mg-benzyl alcohol, respectively. The kinetic parameters of trichloroethylene cometabolism were modeled by AQUASIM2.1b program. By using toluene as growth substrate, the maximum specific rate of substrate degradation (k[subscript g]) was 4.01 mg-toluene/mg-cell/day, the half saturation constant for the growth substrate (K[subscript sg]) was 1.29 mg/l, the maximum specific rate of trichloroethylene degradation (k[subscript c]) was 1.67 mg-TCE/mg-cell/day, and the half saturation constant for trichloroethylene (K[subscript sc]) was 7.61 mg/l. By using phenol as growth substrate, the k[subscript g] was 5.27 mg- phenol/mg-cell/day, the K[subscript sg] was 0.98 mg/l, the k[subscript c] was 1.39 mg-TCE/mg-cell/day, and the K[subscript sc] was 6.62 mg/l. And by of using benzyl alcohol as growth substrate, the k[subscript g] was 7.09 mg-benzyl alcohol/mg- cell/day, the K[subscript sg] was 0.83 mg/l, the k[subscript c] was 1.46 mg-TCE/mg-cell/day, and the K[subscript sc] was 7.06 mg/l. This research can be engineering applicative in TCE-contaminated groundwater remediation. The modelings together with batch experiments are able to estimate growth substrate quantity, remediation period, and remediation cost.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ศรัณย์ เตชะเสน

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2547

Modified: 2560-01-14

Issued: 2560-01-14

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Napaporn_ki_front.pdf	3.36 MB	1	2017-06-17 09:34:36
2	Napaporn_ki_ch1.pdf	1.25 MB	1	2017-06-17 09:34:35
3	Napaporn_ki_ch2.pdf	10.27 MB	1	2017-06-17 09:34:34
4	Napaporn_ki_ch3.pdf	4.35 MB	1	2017-06-17 09:34:33
5	Napaporn_ki_ch4.pdf	7.75 MB	1	2017-06-17 09:34:32
6	Napaporn_ki_ch5.pdf	769.18 KB	1	2017-06-17 09:34:31
7	Napaporn_ki_back.pdf	21.9 MB	1	2017-06-17 09:34:29

ใช้เวลา

0.03102 วินาที