[01441822]抑控PM2.5的安全、可降解聚谷氨酸长效抑尘剂开发

本项目属于人口与健康领域。γ-聚谷氨酸（poly-γ-glutamic acid,γ-PGA）是一种由微生物合成的,具有生物可降解性的水溶性高分子聚合物,其具有良好的吸附性、持水性、生物降解性和生物相容性。将无毒、无腐蚀、可降解的PGA与对空喷射水雾方式结合,利用喷射形成的低浓度PGA水雾捕捉立体空间垂直分布的悬浮颗粒物,通过PGA的超强吸水保湿性延长润湿效果时间,随后PGA的高分子粘结性可聚集固结浮尘,减少风蚀等因素造成的二次扬尘。本项目研究了分子量、浓度等因素对聚谷氨酸的抑尘效果,制备了高分子量聚谷氨酸,优化聚谷氨酸喷雾液配方使抑尘率达90%以上,30天内模拟二次扬尘率3%以下;验证了具有扑降悬浮颗粒的效果;开发了多功能抑尘剂系列产品;初步评价了抑尘剂对环境安全性的影响。 性能指标：（1）从纳豆中筛选出一株枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）,可产高分子量聚谷氨酸,重均分子量10861kDa。（2） 通过化学/辐照聚合制备出重均分子量4416 kDa-47260 kDa的聚谷氨酸,分子量提高120.8%以上。（3）通过间接降尘测试优化了聚谷氨酸喷雾液配方,自制0.1%PGA在测试条件下,对160目尘土,室内静置30 d后模拟风蚀扬尘,抑尘率为94.71%,二次扬尘率为2.96％。（4）利用依拉勃密闭空间降颗粒物测试证明PGA对颗粒物具有好的沉降效果,大于0.3μm颗粒物喷施后消除斜率增幅分别为51.04%,明显高于自然沉降效果。（5） 多功效抑尘剂配方开发：①室外抑尘：与黄原胶复配具有耐热滞尘效果;0.05%PGA具有最佳吸收酸碱性污染气体衍生物作用,具有自主调节纠正大气pH潜力;②室内抑尘：与透明质酸复配能够增强保湿作用;与0.01%纳他霉素、0.01%乳酸链球菌素复配,具有抑菌抑尘双重作用。（6）参照水溶性抑尘剂行业标准T/CAEPI 7-2017,测试PGA对环境的影响指标,结果发现PGA利于种子的生长、对碳钢无腐蚀性、对斑马鱼无毒性。（7）申请发明专利2项,获得授权5项。（8）发表论文1篇。 与国内外同类技术比较：（1）目前国内外抑尘剂对人体健康有害,主要应用于矿物粉渣堆料场等重度粉尘污染区;而本项目的抑尘剂是对人、植被、公共设施无害的可应用于人群、公共设施密集的城市公共空间的环保抑尘剂。（2）目前国内外聚谷氨酸集中应用在化妆品、农业、医药、食品等领域,作为抑尘剂应用属国内外首次报道。（3）本研究开发了多功能抑尘剂系列产品,如室外用的耐热配方和酸碱气质纠正型配方,室内用的保湿配方及抑菌配方。 成果的创造性、先进性： （1）首次通过发酵制备了重均分子量10861kDa的高分子量聚谷氨酸,并通过辐照交联得到4416 kDa-47260 kDa的交联聚谷氨酸,为目前报道的最高分子量的聚谷氨酸。（2）首次开发出以聚谷氨酸为主要成分的长效抑尘剂,在模拟扬尘研究条件下达到30d抑尘率94.71%,二次扬尘率2.96％,抑尘效果为天然来源抑尘剂最高水平,并首次发现0.05%PGA具有最佳吸收酸碱性污染气体衍生物作用。（3）首次开发出适于人群密集空间的多功效抑尘配方,复配黄原胶具有耐热滞尘效果,适于广场抑尘;复配透明质酸能够增强保湿作用,适于冬季供暖居室抑尘;复配天然防腐剂具有抑菌抑尘双重作用,适于医院病房抑尘。 推广应用的范围、条件和前景：本项目研究的PGA抑尘剂可应用在人群密集的城市公共空间,环保指数高,应用后可减少颗粒物对人体的损伤,减少呼吸道疾病,特别是气管炎、肺气肿等慢性病的发病率。该项目一旦大规模实施将使城市环境有很大改善,减轻国家医疗负担,有利于人民身心健康和生命安全。 存在问题和改进意见：需加大资金投入,提高研发进度,加快产品上市。