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%。     

鼠李糖脂对不同菌株降解柴油污染物的影响

通过一系列实验分析了鼠李糖脂对柴油污染物生物降解的影响。单菌株柴油降解实验结果表明,在添加生物表面活性剂鼠李糖脂后,各菌株细胞表面疏水性均发生不同程度的增加,并且对柴油的降解率均有所提高。在混合菌的柴油污染物降解实验中,发现当向土壤中添加了200 mg/L鼠李糖脂时,对柴油的降解才有较大的提高;而当添加100 mg/L的鼠李糖脂到水体中时,对柴油的降解就有较大的提高,而当鼠李糖脂浓度提高为200 mg/L时,柴油的降解率却没有进一步明显的提高。这说明鼠李糖脂对柴油降解的影响程度不仅与环境介质有关,还与添加的鼠李糖脂浓度有关。进一步分析表明,添加适当浓度的鼠李糖脂不仅可以提高对柴油的降解率,而且可加速其降解速度,缩短生物修复所需时间。     

添加VT菌剂和有机物料腐熟剂对堆肥的影响

通过在高温好氧堆肥中分别添加VT菌剂和有机物料腐熟剂,研究接种3‰的VT菌剂和有机物料腐熟剂促进堆肥的作用效果。结果表明,接种VT菌剂的处理与空白和接种有机物料腐熟剂的处理相比,堆肥初期升温更快;高温期更长;堆肥结束时,C/N降低的多,NO3-N增加的多,NH4+-N挥发的少,接种VT菌剂和VT有机物料腐熟剂都可促进有机质的充分降解,缩短堆肥时间,加快堆肥腐熟,提高堆肥肥力。     

不同菌种组合对发酵残余物好氧堆肥进程及氮素变化的影响

适宜菌剂组合对于初始电导率(Electronic conductivity,EC)较高的发酵残余物二次干化腐熟效果具有重要影响。通过在发酵残余物(猪场沼渣、城市生活污泥)好氧发酵过程中添加不同菌种组合,研究堆肥腐熟指标变化,特别是不同形态氮素指标变化,以期更好提升发酵残余物的干化和腐熟程度。结果表明:F3菌剂组合处理高温期达16 d,最高温度为69.5℃,最早进入腐熟阶段,全氮损失比例最少,为8.72%;对照组在高温期(14 d、69.3℃)及全氮损失比例(9.21%)指标上仅低于F3处理组,表明自然堆体存在耐盐菌种;在促进堆肥腐熟效果方面,霉菌起着关键的作用,堆肥后期酵母菌的存在促进堆体腐熟度的提升;菌种比例和种类的合理设置对于堆体腐熟度提高的重要性要高于活菌添加量;在堆肥保氮过程中,真菌(霉菌和酵母菌)起着重要作用。F3处理(即芽孢杆菌∶霉菌∶酵母菌=1∶2∶2),是实现发酵残余物快速高效堆肥的理想菌剂配方,其他复配菌种组合保氮效果改良侧重点各不相同。     

添加VT菌剂和有机物料腐熟齐对堆肥的影响

通过在高温好氧堆肥中分别添加VT菌剂和有机物料腐熟剂，研究接种3％o的VT菌剂和有机物料腐熟剂促进堆肥的作用效果。结果表明，接种VT菌剂的处理与空白和接种有机物料腐熟剂的处理相比，堆肥初期升温更快；高温期更长；堆肥结束时，C／N降低的多，NO3-N增加的多，NH4-N挥发的少，接种VT菌剂和VT有机物料腐熟剂都可促进有机质的充分降解，缩短堆肥时间，加快堆肥腐熟，提高堆肥肥力。     

添加腐熟污泥对生活垃圾堆肥物料理化性质及温室气体释放规律的影响

研究了添加腐熟污泥对生活垃圾堆肥物料理化性质及温室气体释放规律的影响。结果表明:(1)在生活垃圾中添加腐熟污泥进行堆肥,可降低堆肥物料的含水率,缩短整个堆肥周期;添加腐熟污泥还可以缓解堆体的酸化程度,促进有机质的降解,使C/N更适合微生物的生长和繁殖。(2)CO_2和CH_4两种温室气体的释放主要集中在堆肥高温期,CO_2释放量随腐熟污泥添加量的增加而增加,而CH_4释放量随腐熟污泥添加量的增加而减少。     

不同质量比的膨松剂对家庭生物有机垃圾堆肥的影响

为解决家庭生物有机垃圾堆肥反应中含水率高、含有机质多等问题,选择秸秆作为膨松剂对家庭生物有机垃圾进行堆肥处理,重点研究添加不同质量比的膨松剂对堆肥反应中堆体温度、含水率、有机质、pH、电导率及堆料质量减少率等评估堆肥质量参数变化的影响.结果表明,添加质量分数为5%、10%及20%的膨松剂的堆肥反应在第2天堆体温度超过55℃,并持续3 d以上,而添加质量分数为30%的膨松剂堆肥由于其含水率较低(约55%)在整个堆肥反应中堆体温度都低于55℃;堆肥1周内,有机质及含水率下降显著;添加20%膨松剂堆肥的堆料质量减少率最为明显,达39.6%;堆肥反应中,pH在5.5～8.5,在腐熟期pH趋于稳定,呈弱碱性;电导率随堆肥进行呈上升趋势,4种不同质量比膨松剂堆肥产品的电导率均位于1.88～1.96 mS/cm,可以安全使用.     

利用污泥熟肥作为高含水率污泥堆肥调理剂

采用静态强制通风好氧堆肥的方法,以木屑作为对比,考察了利用污泥熟肥作为调理剂对污泥堆肥过程的影响。结果表明,与以木屑作为调理剂的污泥堆体(对照组)相比,以污泥熟肥作为调理剂的污泥堆体(实验组)升温快,高温阶段(>50℃)持续时间长达10 d,满足粪便无害化卫生标准的要求,而对照组仅持续了2 d;实验组腐熟的堆肥含水率从60%降到39%,下降了21%,pH维持在7.5～8.5范围内,微生物活性较强,而对照组含水率仅下降15%,pH始终低于7.5;实验组种子发芽指数(GI)在第14天就回升到80%以上,基本上去除了植物毒性,而对照组GI在第22天才回升到50%。总体而言,污泥熟肥能显著改善堆肥中微生物的微环境,促进有机物的降解,缩短堆肥腐熟时间,是一种优质的调理剂。     

生化黄腐酸投加量对木薯渣堆肥效果的影响

为了明确不同生化黄腐酸投加量对木薯渣堆肥效果的影响,以木薯渣、干鸡粪和烟杆粉为原料,设置了T1(堆肥原料+1‰生化黄腐酸)、T2(堆肥原料+2‰生化黄腐酸)、T3(堆肥原料+3‰生化黄腐酸)和CK(不添加生化黄腐酸的堆肥原料)4个处理,测定不同堆肥处理对温度、含水率、淀粉、水溶性碳(DOC)、纤维素、半纤维素、木质素含量以及一些腐熟程度指标的影响。结果表明,添加生化黄腐酸能促进堆体升温,有效降低堆体含水率,能使堆肥过程中淀粉、DOC、纤维素、半纤维素的降解率分别提高5.95%、5.29%、7.35%和4.95%,并且腐熟程度指标的变化也表明添加生化黄腐酸能有效促进堆肥腐熟程度,缩短腐熟周期。4个处理的总体堆肥效果表现为:T2T1T3CK,说明添加2‰的生化黄腐酸的堆肥效果最好。     

假单胞菌L-01产表面活性剂的性能分析

通过对活性部位测定,表明菌株L-01产的生物表面活性剂主要是胞外型的糖脂类物质;提取生物表面活性剂后,采用红外扫描仪和紫外扫描仪测定其结构并进一步分析表明,该生物表面活性剂为鼠李糖脂。当以柴油为惟一碳源培养菌株L-01时,在生长的对数后期开始产鼠李糖脂,并在稳定期的初期达到最大值。菌株L-01产的鼠李糖脂对柴油具有良好的乳化能力,培养60 h时,其E24值高达95.2%。通常表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)是指在水中测得的,而对鼠李糖脂在水中和土壤中的测定其CMC值后,结果发现两者差距很大,在水中的CMC为65 mg/L;而在土壤溶液中时,其CMC值高达185 mg/L,这一点对利用生物表面活性剂于石油污染生物修复具有重要的参考价值,因为添加的表面活性剂在高于CMC值时才能有效地提高生物修复效率。     

鼠李糖脂协助下的土壤中镉电动修复

实验研究了重金属Cd在生物表面活性剂鼠李糖脂协助下的电动修复过程,通过不同方式、不同浓度、不同酸碱度的鼠李糖脂溶液的添加与空白处理对比,探讨了鼠李糖脂协助下电动修复过程中的Cd在土壤介质中的迁移转化和机理,分析了鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂的可行性。结果表明,中等浓度酸性的鼠李糖脂溶液(pH=4.78,浓度为0.5、1和2 g/L)能对土壤中的重金属Cd进行有效的富集,富集量均在初始值的4倍以上,且其可交换态比重均大于42.07%,非常有利于土壤进行二次修复。此外,以pH=4.78,浓度为0.5 g/L的鼠李糖脂溶液作为预处理剂的Ex-08中的重金属Cd并未出现富集现象,但其对重金属的Cd的总去除效率达到了49.27%。表明利用鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂进行土壤重金属修复是可行的。     

粪便与生活垃圾混合堆肥过程控制

采用强制通风静态仓进行粪便和生活垃圾混合堆肥,以玉米秸为调理剂,石灰调节pH,考察正压鼓风和负压抽吸2种通风方式对不同堆料配比堆肥过程的控制效果。试验结果表明,5种堆料配比的中层温度都达到了50℃,并保持了5 d以上,达到了堆肥无害化和稳定化的要求。正压鼓风堆料底部温度较低,负压抽吸堆料底部热量容易聚集,但是后者堆体温度分布相对均匀。负压抽吸对水分的去除效果差于正压鼓风。对于温度未达到50℃的堆料应回流处理保证无害化。粪便有机物含量高,堆肥初期易酸化,添加石灰调节pH,使堆肥顺利升温,缩短发酵期,石灰合理添加量为2%(质量分数)。采用负压抽吸的通风方式,散除堆肥初期的挥发性有机酸,再经过冷凝除臭器脱酸除臭后排放,是一种可取的方式。     

微生物调控对牛粪堆肥的生物特性影响

研究了微生物调控对牛粪堆肥生物特性的影响.结果表明:(1)与对照相比,接菌(添加HM菌剂)处理可使牛粪堆肥提前2d进入高温期,高温持续时间延长2d.即接菌处理的堆肥温度在第4天达到50.5℃,并保持50℃以上的温度14 d;而对照在第6天达到50.0℃,并保持50℃以上的温度12 d.(2)2种处理堆肥的pH总体呈先升高后降低的趋势,接菌处理的堆肥pH上升幅度不大,比对照低0.1～0.5个pH单位.(3)接菌处理有利于提高牛粪堆肥的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶活性水平和峰值.(4)脲酶活性与其他因素之间呈显著负相关(p＜0.01),而温度、pH、蔗糖酶活性和纤维素酶活性之间呈显著正相关(p＜0.01).     

微生物生理群在猪粪秸秆高温堆肥碳氮转化中的作用

在自制的强制通风静态堆肥反应箱中,猪粪与秸秆以鲜重7∶1的比例进行了堆肥化实验,在堆制的23 d里根据堆温变化分阶段采集堆肥样品,利用MPN法测定了堆料中纤维素分解菌和氮素微生物生理群的数量变化,同时测定了相应的碳、氮含量。结果表明,纤维素分解菌在稳定腐熟阶段较多,对于后期有机碳的降解和腐殖质含量的增大起了很大的作用,在堆制的23 d里,腐殖质增加了2.4%。整个堆制过程中,氨化细菌的数量最大且与氨气释放浓度和铵态氮含量呈显著正相关,都在高温期增加,降温期后减少,氨化细菌的数量在高温期的增加率远高于降温期后的减少率,而铵态氮在高温期的增加率远低于在降温后期的减少率,铵态氮总体上减少了74.1%;亚硝化细菌数量与硝态氮呈正相关;反硝化细菌数量在降温期上升幅度较大,堆制结束时为堆制初期的13倍,且与堆肥中硝态氮含量呈正相关;硝态氮含量增加了87.5%;堆肥后期硝态氮的增加可能与堆肥中存在能进行硝化作用的反硝化细菌有关。固氮菌数量在堆制结束时达堆制初期的2.61倍,主要在降温期增加较多,对堆肥中有机氮的形成起很大作用。     

添加氮损失抑制剂对蓝藻泥堆肥质量的影响

对脱水蓝藻进行大型生产性堆肥实验。研究堆肥过程中,氮损失抑制剂过磷酸钙的添加对堆肥物料各类理化性质的影响。研究结果表明,过磷酸钙加入的处理组与未加过磷酸钙的对照组堆制37 d后堆肥物料均可腐熟,且堆肥肥效均符合NY525-2002的相关要求。添加过磷酸钙处理组有机质含量为490 g/kg,全N、全P和全K含量分别为20.75、10.02和11.32 g/kg,总养分含量达到9.77%,堆肥品质明显优于对照处理。同时,在微生物的作用下,对照组中微囊藻毒素MC-RR与微囊藻毒素MC-LR去除率分别达到89.8%与78.3%。值得一提的是,添加过磷酸钙后,MC-RR和MC-LR的去除率得到进一步提高,分别达到了92.96%和100%,较好地保证了蓝藻堆肥农用的安全性,为脱水蓝藻好氧堆肥化提供了可行性依据。     

接种外源微生物菌剂对香蕉茎秆堆肥的影响

为了研究接种外源微生物菌剂对香蕉茎秆堆肥的影响,本实验采用高温好氧堆肥技术,设计了对照（不接菌）、接种白腐菌及棱盖多孔菌3个处理,探讨了不同处理堆肥过程中堆体温度、水分、pH值、电导率、有机碳、C/N、发芽指数及堆肥质量的变化情况。结果表明,接种微生物菌剂处理的温度均高于对照,且高温期持续时间相对较长,以接种白腐菌处理的高温持续时间最长;接种外源微生物菌剂对堆肥含水率、pH、EC、全碳、C/N变化影响不大;与对照相比,接种白腐菌可增加全氮及全钾的含量,有利于提高堆肥产品质量;接种白腐菌处理在36 d（GI〉50%）就达到腐熟,比对照提前8 d腐熟,明显缩短堆肥腐熟时间;而接种棱盖多孔菌处理比对照推迟10 d腐熟,共需54 d不利于香蕉茎秆堆肥的进行。     

鼠李糖脂对剩余污泥中铜和镍的去除

采用批次淋洗的方法研究了鼠李糖脂浓度、pH、淋洗时间、提取次数以及重金属形态对剩余污泥中Cu和Ni去除效果的影响。结果表明,随着鼠李糖脂浓度的增加,2种重金属的去除率增加,且鼠李糖脂在碱性条件下对Cu和Ni的去除效果较好,最高去除率可分别高达80.77%和46.74%;随着振荡时间和提取次数的增加,Cu和Ni的去除率随之增加,并明显高于去离子水的提取;对污泥重金属形态进行分析发现,鼠李糖脂能有效去除酸提取态的Cu和Ni。研究结论可为剩余污泥的资源化而产生重金属安全隐患问题提供解决的参考方案和奠定理论基础。     

Effect of Inoculating Flower Stalks and Vegetable Waste with Ligno-cellulolytic Microorganisms on the Composting Process

Abstract

A lab-scale composting experiment was carried out using vegetable and flower stalks waste to study the effectiveness of ligno-cellulolytic microorganisms (LCMs) obtained from the previous isolation on composting process, especially on enhancement of biodegradation rate of these organic materials. The addition of LCMs to compost showed promised to be a valuable asset by rendering timely benefits in efficiency, maturity, and quality of the composting. This was evidenced by a significant increase of temperature, O₂ consumption and CO₂ emission, and population density of LCMs in compost mass compared with that of biotic (addition of culture of horse feces) and abiotic (1% molasses amendment) treatments, as well as control trial. The phytotoxicity assay showed that the substrate became mature after 60 days’ composting. The LCMs inoculation enhanced the biodegradation of the composting materials as evidenced by an increasing screening ratio (1.2 cm sieve pore) of 34.5% in the treated trail, compared with that of control, which elucidated that big advantage of adding selected inoculants over other treatment, and screening ratio is a reasonable index to compare the quality of different compost. However, the inoculation seemed to have no significant effect on the moisture content, pH, and the final organic carbon of the composting materials.     

牛粪与小麦秸秆混合高温堆肥的腐熟进程研究

通过研究牛粪与小麦秸秆混合高温堆肥的腐熟进程,寻求最佳的堆肥体积比,旨在为农业废弃物快速资源化利用提供科学依据。将牛粪与小麦秸秆分别按体积比10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8混合,高温堆肥64d,研究各种处理下堆肥进程。结果表明,与纯牛粪高温堆肥相比,添加小麦秸秆可以加快堆肥升温速度,抑制高温堆肥前期pH的升高和氨气挥发,减少氮素损失,加速堆肥内有毒有害物质分解,加快C/N降低速率。其中牛粪和小麦秸秆以6∶4的体积比混合高温堆肥时效果最好,堆肥结束时有机质和速效氮下降幅度最小,分别为31.84%和18.18%,全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾的提高幅度最大,分别为15.86%、13.64%、9.42%、22.73%和29.30%。若以种子发芽指数80%作为堆肥腐熟的评价指标,牛粪和小麦秸秆按6∶4体积比混合高温堆肥43d即可腐熟,比纯牛粪腐熟提前了12d。综合判断,实际应用中牛粪与小麦秸秆按6∶4体积比进行高温堆肥较为适宜。     

Thermally enhanced approaches for bioremediation of hydrocarbon-contaminated soils

Successful remediation of contaminated soils is often limited by the low bioavailability of hydrophobic pollutants, which may slow the process significantly. In this study we investigated the benefits of high temperature in enhancing hydrocarbon degradation rates and evaluated the effect of different biostimulants. Hexadecane polluted soil microcosms with various amendments were incubated both at 60 degrees C and room temperature (18 degrees C) and analyzed periodically up to 40d for the degradation of hydrocarbon and the response of the microbial population. Natural attenuation showed a satisfactory intrinsic degradative capability at 60 degrees C and the addition of inorganic N, P and K increased the degradation rates by 10%. The addition of rhamnolipid biosurfactant further enhanced the bioavailability of alkane to microbial degradation resulting in up to 71% removal at 60 degrees C and 42% at 18 degrees C. Significant input to hexadecane degradation occurred at 60 degrees C (70%) as a result of the bioaugmentation with thermophilic Geobacillus thermoleovorans T80, which did not take place at 18 degrees C. Coupling high temperature to all amendments resulted in 90% removal of the hexadecane from soil after 40d which was also accompanied with an increase in bacterial numbers. The results suggest that thermally enhanced bioremediation may be an efficient technology for the treatment of hydrocarbon-contaminated soils.