摘要:通過一系列實驗研究碳源濃度、培養箱轉速、堿木質素濃度以及菌體活性等因素對簡青霉菌絲球在溶液中吸附堿木質素的影響,并探討其生物吸附機理;確定最佳碳源濃度和轉速,分別為10 g/L和150 r/min。當堿木質素濃度小于0.5 g/L時,吸附效果較好,由菌絲球活性對照實驗以及電鏡照片可知吸附作用主要是由菌絲球的物理結構決定的,與其是否具有活性關系不大。通過吸附等溫實驗確定菌絲球的最大吸附量為30.3 mg/g,且吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型。另外,過氧化氫對木質素降解酶影響的實驗證明,木質素過氧化物酶和錳過氧化物酶均需要過氧化氫的啟動才能催化降解木質素,并且在降解過程中,木質素過氧化物酶和錳過氧化物酶的作用遠遠大于漆酶。
自然水體中存在大量的堿木質素污染物,如在造紙廠排放的黑液中就含有大量的堿木質素,這樣的堿木質素污染物很難降解,會嚴重污染地表水和地下水。近些年來,對于此類工業有機廢水采用生物處理技術的研究越來越多,如生物法處理造紙印染等高濃度有機廢水的研究,尤其是對染料微生物降解的機理、降解動力學及熱力學方面研究,但這些研究大多集中于應用白腐真菌、霉菌等對工業有機污染物的降解,例如用黃孢原毛平革菌對印染廢水的處理,降解對象也主要集中于小分子的合成類有機物;對于簡青霉等軟腐菌只有少量的相關報道。
簡青霉是一種常見的土壤真菌,在開放系統中是優勢菌,在常溫液態振蕩培養條件下對木質纖維素具有很強的降解能力,并且還具有很強的脫色能力,目前它已被證實很適合用于難降解的工業和天然有機物以及高色度有機廢水的處理。與黃孢原毛平革菌相比,簡青霉的木質素過氧化物酶酶活要低很多,錳過氧化物酶活性相近,但簡青霉還可以分泌較多的漆酶、纖維素酶和半纖維素酶,而且作為土壤習居菌,在轉化和降解等量的木質素時消耗比白腐菌更少的共用底物,減少了與其他有益共生菌的競爭,在實際應用方面具有一定優勢。然而,對于簡青霉降解木質素的機理至今研究很少,未見文獻報道。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
本研究在前期工作中發現,簡青霉對溶液中的堿木質素具有很好的降解作用,因此,在此基礎上用堿木質素水溶液模擬造紙廢水,在開放系統實驗條件下重點研究碳源濃度、堿木質素濃度以及振蕩培養頻率等因素對簡青霉去除堿木質素的影響及其機理,發現了簡青霉在去除堿木質素過程中的吸附現象以及過氧化氫對木質素降解酶體系的影響。盡管堿木質素水溶液以及整個實驗操作過程與實際工業廢水處理相比有些簡單和理想化,這種開放系統的培養方式還是有利于今后運用到實際造紙廢水的微生物處理中去的。
1實驗材料與方法
1.1實驗材料
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