堆肥中纤维素和木质素的生物降解研究现状

堆肥是垃圾处理的主要方法之一，厨房垃圾、园林垃圾、农村秸秆和日常生活中的废弃纤维产品均可作为堆肥原料，这些原料中含有一定量的纤维素和木质素，而纤维素和木质素在堆肥过程中较难生物降解。因此，国内外学者致力于研究能加速纤维素和木质素降解的高效微生物。研究发现，对纤维素和木质素有降解能力的微生物主要是高温放线菌和高温真菌，其中有独特降解机制的白腐菌在木质素降解中起着重要作用。     

白腐菌应用于堆肥处理含木质素废物的研究

白腐菌对木质素具有较强的降解能力。通过在含大量木质素的模拟垃圾堆肥中采取添加白腐菌菌剂与不添加该菌剂2组实验对比，在相同堆肥处理条件下，接种菌剂的堆肥中木质素总量由27498．8mg降至15438mg，降解率达43．86％，远高于未接种菌剂的堆肥中木质素的降解率，表明白腐菌可有效用于含木质素废弃物的堆肥处理，并有望于加速堆肥腐熟，提高堆肥效率。     

白腐菌应用于堆肥处理含木质素废物的研究

白腐菌对木质素具有较强的降解能力。通过在含大量木质素的模拟垃圾堆肥中采取添加白腐菌菌剂与不添加该菌剂2组实验对比,在相同堆肥处理条件下,接种菌剂的堆肥中木质素总量由274988mg降至15438mg,降解率达4386%,远高于未接种菌剂的堆肥中木质素的降解率,表明白腐菌可有效用于含木质素废弃物的堆肥处理,并有望于加速堆肥腐熟,提高堆肥效率。     

垃圾堆肥高效纤维素分解菌的筛选与培育技术

从堆肥、马粪、果园土、污泥等20个样品中，分离筛选出3株对滤纸分解旺盛的纤维素分解菌：C1、C2、C3，并外购康氏木霉、白腐菌、变色栓菌一起作为出发株，经紫外诱变处理后，在含葡萄糖的产酶培养基平板上筛选到能形成较大透明圈的突变株，并进行CMC酶活、微晶纤维素酶活及天然粗纤维分解能力测定。实验结果证明白腐菌经紫外线照射60s诱变而得的C16不仅透明圈大，CMC酶活高（60.08U/mL）是出发株的2倍，而且其对天然粗纤维分解能力强，10d分解率达35％。     

白腐真菌的广谱生物降解性研究进展

白腐真菌由于能够降解木质素而在地球的碳循环中发挥着不可或缺的作用.由胞外的过氧化物酶类和其他次级代谢产物组成的木质素降解系统除了能够降解木质素外,对众多的异生物质也具有广谱的生物降解性,赋予了白腐真菌巨大的环境工业应用潜力.对白腐真菌的木质素降解系统和其广谱的生物降解性进行了介绍与展望.     

木质纤维素水提物促进白腐菌降解孔雀绿研究

对经白腐菌处理的木质纤维素水提物能否促进白腐菌对孔雀绿的降解及其反应机制进行了研究,并探讨了不同木质纤维素组分对白腐菌降解孔雀绿的影响.结果表明,经白腐菌处理不同时间的木质纤维素水提物均能促进白腐菌对孔雀绿的降解,该类物质的加入能缩短白腐菌生长周期及漆酶分泌周期;限氮培养基更有利于白腐菌对孔雀绿的脱色,半纤维素的加入对白腐菌降解孔雀绿的促进作用最为明显.     

白腐真菌降解经微电解预处理二硝基重氮酚废水的研究

利用自行培养、驯化的白腐真菌,对经过微电解预处理的二硝基重氮酚(DDNP)废水进行了生物降解试验.结果表明,经过微电解预处理后的DDNP废水(含CODCr467 mg/L)经生化处理108 h后,出水中CODCr在131 mg/L左右,达到国家二级排放标准;其中的苯胺类、硝基类的去除率达到99.9%以上,达到国家一级排放标准.对试验所获得的时间序列进行动力学研究结果证明,白腐真菌降解经微电解预处理后的DDNP废水的反应为准一级动力学反应.     

二鼠李糖脂对白腐菌降解稻草中木质纤维素的影响

通过固态发酵方式采用白腐菌对稻草中木质纤维素进行降解,并研究了生物表面活性剂二鼠李糖脂对该降解过程的影响。结果表明,不同浓度的二鼠李糖脂能在不同程度上提高降解过程水溶性有机碳的含量,添加0.007%和0.021%二鼠李糖脂的实验组最高TOC(total organic carbon)浓度较对照组分别提高了83.6%和54.5%,这有利于黄孢原毛平革菌的生长,且延缓了菌体的衰退。添加临界胶束浓度0.007%和0.021%浓度的二鼠李糖脂可使LiP(lignin peroxidase)酶活分别提高85.7%和41.2%,二鼠李糖脂对MnP(manganese peroxidase)酶活没有显著影响。生物表面活性剂的介入促进了白腐菌对稻草中木质素的降解,添加0.007%二鼠李糖脂可使木质素降解率提高54%。     

白洋淀水中白腐真菌对双酚A的降解规律及途径研究

研究白洋淀表层水(白洋淀原水)、无机盐培养基、无机盐培养基强化的白洋淀原水中双酚A在白腐真菌作用下的生物降解规律,同时考察了细菌及pH等因素对降解率的影响.实验结果表明,白洋淀原水中双酚A在白腐真菌作用下的降解率很高.甚至高于最适营养条件(无机盐培养基)下双酚A的降解率.在6 d达到完全降解.但是无机盐培养基强化的白洋淀原水抑制了白腐真菌对双酚A的降解;当细菌存在时.白腐真菌与细菌对碳源和能源等形成了竞争关系,抑制了白腐真菌的生长.不利于白腐真菌对双酚A的降解;无机盐培养基强化的白洋淀原水在初始pH-6.00时双酚A的降解率高于初始pH=7.00时双酚A的降解率.通过气相色谱/质谱(GC/MS)分析.白腐真菌降解双酚A的中间产物包括2-对羟苯基-2-酮基-1-乙醇、2-羟基苯乙酸和丙二酸等小分子酸.     

温度对生活垃圾堆肥效率的影响

温度是堆料中微生物生命活动的重要标志,它直接影响堆肥反应速率,是堆肥能否顺利进行的主要因素。本试验利用可自动加热堆肥反应器,在一定条件下研究不同温度对生活垃圾堆肥效率的影响。通过监测出口气体中O2和CO2气体的浓度,计算堆料中有机物降解速率。试验表明,当反应条件为生活垃圾∶成熟堆肥=80∶20,有机物约为60%,初始含水率为55%,初始C/N比为25,堆肥温度控制在55℃左右时,能加速高温菌繁殖,从而加快垃圾分解速度,大大缩短堆肥腐熟时间。     

电化学氧化与生物法联合降解木质素的影响因素

采用高效的电化学氧化技术联合低成本的生物降解技术,进行了木质素的降解探索。考察了电流密度、电量、初始pH和电解质浓度对木质素降解效果的影响,结果表明,电流密度和电量影响显著,而初始pH和电解质浓度的影响较小。经过综合比较,得到电化学与生物联合降解木质素的最佳反应条件为:电流密度为5.0 mA/cm2;电量为20 kC;初始pH为7;电解质浓度为0.1 mol/L。在此条件下,碱木质素和木质素磺酸钠的COD去除率分别达到65.97%和59.31%,表征木质素酚羟基结构的UV280分别降低了65.97%和59.77%,色度去除率分别为74.15%和58.32%。总之,电化学前处理可破坏木质素的关键结构,提高木质素的可生化性,从而促进加快后续生物降解。     

粪便中温好氧堆肥过程有机物的降解研究

为了生态厕所的推广使用、便于操作和节约能耗,多采用无加热的设施,即在自然条件下(对于小型生态厕所,接近中温条件)的好氧堆肥处理.了解中温好氧堆肥过程有机物的降解特性,对于生态厕所的推广使用和简化设计、操作等具有重要意义.采用密闭式好氧堆肥反应器,模拟中温(35℃)的堆肥温度,以新鲜锯末为空白载体,在含水率为60％以及连...     

Tween系列表面活性剂对白腐菌降解氯丹的影响

为利用微生物技术去除环境中的氯丹等有机氯农药污染提供依据,研究了4种Tween系列非离子表面活性剂对白腐菌Phlebia lindtneri GB1027降解有机氯农药氯丹及其中间代谢产物的强化效果。结果表明,表面活性剂对氯丹的增溶效果明显,在浓度为2.0 g/L的Tween20、Tween40、Tween60和Tween80溶液中,氯丹的溶解度与在水中的溶解度相比分别提高了16.25、18.21、20.36和20.89倍。低浓度（0.05 ~ 1.0 g/L）的表面活性剂对白腐菌在PDB培养基中的生长具有促进作用,而2.0 g/L的表面活性剂则会抑制菌株的生长。在0.05 ~ 1.0 g/L浓度范围内,各表面活性剂可促进白腐菌对氯丹及其代谢产物的降解效果,且降解率随着表面活性剂浓度的升高而增加。其中,白腐菌在添加了1.0 g/L的Tween80的体系中培养15 d后,对氯丹、氧化氯丹和环氧七氯的降解率分别比对照提高了30.2%、48.0%和34.3%。而当表面活性剂浓度升高至2.0 g/L时,由于菌株的生长受到抑制而导致对降解的促进作用不明显,甚至下降。     

Study on biodegradation process of lignin by FTIR and DSC

The biodegradation process of lignin by Penicillium simplicissimum was studied to reveal the lignin biodegradation mechanisms. The biodegradation products of lignin were detected using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), UV–Vis spectrophotometer, different scanning calorimeter (DSC), and stereoscopic microscope. The analysis of FTIR spectrum showed the cleavage of various ether linkages (1,365 and 1,110 cm^?1), oxidation, and demethylation (2,847 cm^?1) by comparing the different peak values in the corresponding curve of each sample. Moreover, the differences (T_m and ΔH_m values) between the DSC curves indirectly verified the FTIR analysis of biodegradation process. In addition, the effects of adding hydrogen peroxide (H₂O₂) to lignin biodegradation process were analyzed, which indicated that H₂O₂ could accelerate the secretion of the MnP and LiP and improve the enzymes activity. What is more, lignin peroxidase and manganese peroxidase catalyzed the lignin degradation effectively only when H₂O₂ was presented.     

自来水污泥堆肥化研究

研究了自来水污泥脱水防粘预处理技术、高温好氧堆肥技术及其应用于园林种植效果。机械组成测定和电镜扫描结果表明,调理剂QS可以显著改善自来水污泥的粘结性及脱水性能;堆肥实验结果表明,预处理的自来水污泥与枯枝落叶按体积比3∶7混匀,加入尿素调节碳氮比,27 d后,可达腐熟,EM菌可以加快堆肥物料腐熟,19 d后,即可达腐熟要求;桉树盆栽实验结果表明,自来水污泥经堆肥化处理后,保水性提高,促进桉树生长,而且堆肥过程中添加EM菌可以进一步促进桉树生长。     

不同生物炭对猪粪堆肥过程中抗生素及抗生素抗性基因的削减规律研究

为探讨不同类型生物炭对猪粪堆肥过程中抗生素和抗生素抗性基因(ARGs)的削减规律,分别将玉米秸秆生物炭、竹炭和猪粪生物炭添加到猪粪中进行好氧堆肥,解析不同类型生物炭添加对猪粪堆肥过程中抗生素浓度和ARGs丰度的影响.研究发现,添加竹炭堆肥对抗生素的平均去除率最高(97％),其中对四环素类抗生素的去除率高达98％;添加玉...     

通风对微小型密闭好氧堆肥过程的影响

为探究适于未来星球基地长期载人航天任务应用的微小型密闭好氧堆肥装置的运行条件,以小麦秸秆和模拟粪便的混合物为实验材料,开展了4种通风速率对堆肥过程的影响研究。结果表明,0.025、0.050、0.075和0.100 m³·(m³·min)⁻¹处理组高温期分别维持了125、125、43和24 h,0.050 m³·(m³·min)⁻¹的O₂消耗速率和CO₂产率为4个处理组最大。CH₄和N₂O主要产生于堆肥初期,累积排放量以0.100 m³·(m³·min)⁻¹处理组的最高,分别为296.50和169.16 mg·kg⁻¹。从堆体氨氮指标测试结果来看,0.050 m³·(m³·min)⁻¹处理组含量最高,其保氮效果最好。4个处理组的GI分别为64.09%、97.26%、72.95%和66.07%。综合各种指标分析认为,适于未来星球基地任务应用的微小型密闭好氧堆肥装置通风速率可以设置为0.050 m³·(m³·min)⁻¹,该通风速率既能确保堆肥过程中微生物对氧气的需求,又能减少热量的损失,产生的污染气体量相对较少,所得的堆肥产品质量最佳。