报告题目：染料废水生物处理及资源回收再利用之可行性评估

报告日期：2012-03-30

报告人：陈博彦教授

该报告中，陈教授针对目前环境领域几大问题：能源、水资源、白色污染等热点，提出了利用台湾本土的生物菌处理染料废水，同时结合微生物燃料电池产电，并产生聚羟基酯类（PHAs）达到资源的回收再利用。这是个综合、从摇篮到摇篮的生态设计理念。首先，陈教授提到虽然台湾很小，但台湾的生物多样性很高（2.5%），特别是宜兰所在的东台湾，具有美丽干净的环境和丰富的海洋资源。因此，这个宜兰的一大优势。虽然海洋广阔而丰富，但难分解的石化塑胶累积却是一个大问题。据报道，由于环流的影响及大量塑胶废弃物的排放，在太平洋已形成的有2个德州大的塑胶聚积块。而根据陈教授学生随机地考察台湾沿海的塑胶废弃物表明，其中有80%是不可降解的。这些大量的塑胶废弃物已经严重破坏了环境，特别是威胁到了海洋上的生物（鸟类、海洋鱼类等）。而同时产生这些塑胶的石化能源，到2050年就将变成由可再生能源（太阳能、风能、水能、生物质能源）占主导。因此，陈教授提出了结合利用偶氮染料脱色菌打断染料的偶氮键进行脱色的同时，进行微生物燃料电池（MFC）产电，达到一个降解污染物和能源再生的双重作用。

首先，陈教授进行的本土微生物菌株的筛选，得到了各菌株的亲缘鉴定树状图，并针对三种染料（非偶氮、单偶氮和双偶氮）进行了脱色效果考察。其次，陈教授将脱色菌应用一直于MFC进行产电。MFC产电机制有：①细胞膜结合氧化还原蛋白质进行电子传递，②电子氧化还原介质（吩嗪、醌）传递；③产电菌群。目前比较常见的是前两者，陈教授采用的是第一种，并研究发现在有效连续驯养确实可刺激同时产电。在驯养过程中，刚开始产电基本为零，在18-14天后才出现有脉冲式的产电趋势，在28-30天后产电过程变得稳定。通过GM/LC的碎片分析，陈教授推测在脱色过程中微生物产生代谢中间物及染料起来一个刺激细胞膜产电的作用。但脱色速度与产电最大电压是成一个反比，说明微生物在脱色与产电两者间有一个竞争关系。最后，陈教授进行了一个可行性评估，说明在脱色和产电的同时，微生物还可以代谢产生PHAs，达到资源回收利用。

曾经做过两年电镀废水的我对环保方面的研究一直都很感兴趣，我很赞同陈教授的生态设计理念，水资源、能源、海洋、生物质……这些关键词确是该得到更多的关注。我也看过“Silent Spring”，无奈于人类的贪婪与惊叹于大自然的力量，我一直有要为环保做点什么的想法，虽然作为学生我还没那个能力，但我梦想着有一天我有那个能力在水处理方面有些有用的研究。有机会我也要把“The future of life”和“Reason for hope”找出来看看。