培养基种类和培养条件对白腐真菌生长和产酶特性的影响

以白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)为研究对象,比较了该菌种在人工合成培养基和天然培养基中的生长和产酶特性,考察了竹子浸出液,pH,载体和抗生素等对白腐真菌在天然培养基中生长和产酶特性的影响.结果表明,天然培养基中白腐真菌的生物量、菌丝小球直径和木质素过氧化物酶(LiP)活性均大于人工培养基.以天然培养基为基础培养基,加入竹子浸出液可以促进白腐真菌的生长和提高木质素过氧化物酶活性;较低pH(4.5)条件下菌丝小球直径较小;载体的加入使得菌体以附着形式生长;抗生素两性霉素B对白腐真菌的生长和产酶的影响存在阈值,当ρ(两性霉素B)超过50　mg/L时,白腐真菌的生长和产酶受到明显的抑制.      

非灭菌环境投加染料时间对白腐真菌降解活性染料的影响

应用氮限制液体培养基(C/N=56／8．7)研究了非灭菌环境投加染料时间对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium降解活性艳红K-2BP染料的影响．试验结果表明,纯培养2d和3d后,在非灭菌环境投加活性艳红K-2BP染料的体系脱色率与在灭菌环境投加该染料的体系基本相当,其5d脱色率在90％以上;而纯培养ld时在非灭菌环境投加染料体系的脱色率却只有8l％．引起纯培养ld体系脱色率降低的主要原因是活性艳红K-2BP对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium的生长有抑制作用和反应体系感染了酵母菌．但是,如果纯培养延长至2d以后,由于白腐真菌菌丝体已在体系内占优势,尽管在非灭菌环境下还有酵母菌侵入,但它不会占优势,从而也就不会影响白腐真菌对染料的降解作用．因此,在氮限制液体培养基中,只要白腐真菌Phanerochaete chrysosporium在反应体系占优势,就可以适当缩短纯培养时间,提前在非灭菌环境投加染料,使白腐真菌Phanerochaete chrysosporium的培养和对活性染料的脱色同步进行．     

非灭菌条件下白腐真菌在反应器中的形态特征变化

揭示白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)在反应器中的形态变化有助于了解白腐真菌反应器难以连续运行问题的本质. 在耦合臭氧单元的反应器对酸性蓝45连续降解的过程中,考察了非固定化和固定化菌丝系统中白腐真菌的形态特性变化. 结果表明,在接种量为1 700 mg/L的非固定化系统中,染菌量为7.1×105 CFU/mL,平均脱色率为19%;但菌丝球形态不稳定,运行8~12 d时出现破裂、菌丝脱落、内容物大量流失,污染微生物的生长加剧. 在固定化系统中,接种量为1 700 mg/L时,染菌量降至8.4×104 CFU/mL,平均脱色率升至22%;接种量为4 300 mg/L时,染菌量降至4.7×104 CFU/mL,平均脱色率达29%. 在固定化菌丝系统中,白腐真菌的形态相对稳定,但21 d后,其稳定性降低,也出现了菌丝脱落现象,这与菌丝球或固定化菌丝的内部菌丝老化和自溶有关,可以考虑通过设计新载体从生物膜的内部和外部同时供给营养物和氧气解决该问题.      

生物炭载体的表面特征和挂膜性能研究

以花生壳为原料,于300~700℃下热解制备生物炭以作为生物膜载体,对其进行了理化性质表征和挂膜试验.结果表明:较高的热解温度(700℃)能促进生物炭载体孔隙结构发展,生物炭表面ζ电位上升,亲水性增加,从而有利于污水微生物的附着和生长. 挂膜期间,生物炭载体单位挂膜量分别高出陶粒44%~84%,高温(700℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率高出陶粒1%~3%,而中低温(300、500℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率较陶粒低5%~10%,显示生物炭表面理化性质可能对附着的生物膜微生物种类和活性产生影响.     

基于好氧丝状生物膜的白腐真菌垃圾渗滤液处理体系构建

如何实现白腐真菌好氧丝状生物膜的连续生长,是白腐真菌废水处理技术面临的难题。针对此问题,作者研发中空的脉管载体,其上固定的Phanerochaete chrysosporium好氧丝状生物膜可从载体的外部和中空内部同时获取氧和基质,实现生物膜的连续生长;继而还构建出新型的白腐真菌反应器控制气泡和废水流向,减少对生物膜的冲击,并在非灭菌条件下以批次运行的方式实现P. chrysosporium好氧丝状生物膜连续401 d的木质素过氧化物酶(33～199 U/L)表达;完成了18批次(401 d)的垃圾渗滤液的连续处理,NH_3-N和COD去除率分别达83%～97%和56%～74%。这表明:固定于脉管载体的P. chrysosporium好氧丝状生物膜实现了在垃圾渗滤液中长期的连续生长,并成功构建出能连续运行的白腐真菌垃圾渗滤液处理体系,为白腐真菌废水处理技术的工程应用奠定了基础。     

白腐真菌体对菲和芘的吸附-脱附作用及影响因素

为准确了解生物修复过程中多环芳烃(PAHs)的生物吸附行为,采用化学方法(脱蜡、皂化)分离白腐真菌样品并制得3个组分,探讨了白腐真菌组分的结构特征.同时,用批量平衡法研究了菲和芘在白腐真菌样品上的生物吸附-脱附行为及共存重金属Cu2+对吸附作用的影响,探讨了PAHs生物吸附的作用机制及构-效关系.结果表明,菲和芘在白腐真菌体上的等温吸附-脱附曲线均呈线性(Freundlich,N=1),为可逆吸附过程,其生物吸附机理为PAHs在白腐真菌体上的分配作用;经脱蜡和皂化后,菲在白腐真菌体上的分配系数Kp(F1)分别为Kp(F2)和Kp(F3)的4.5倍和7.5倍,芘的分配系数Kp(F1)则分别为Kp(F2)和Kp(F3)的3.8倍和7.2倍,表明主要分配介质为白腐真菌体上的脂类和聚酯类物质;PAHs的有机碳标化的分配系数Koc值与白腐真菌体的极性指数(O+N)/C呈反比.共存Cu2+离子促进白腐真菌体对菲的生物吸附,随着Cu2+浓度的增加,菲的生物吸附作用逐渐增强;增强吸附机制为Cu2+通过配合作用吸附到白腐真菌体上中和微生物表面的负电荷,降低白腐真菌体表面的亲水性,进而提高其疏水性分配作用;同时,吸附态Cu2+与菲之间形成阳离子-π键等特殊作用,其作用大小随白腐真菌体的极性指数(O+N)/C增大而降低.     

利用白腐真菌技术去除环境水体中的新型污染物

对白腐真菌技术应用于新型污染物去除的国内外研究现状进行综述,提出真菌与细菌对营养基质的竞争、杂菌增殖及其对真菌菌丝的侵害是目前白腐真菌反应器开发面临的主要问题,这将会导致真菌酶的逐渐失活,继而导致反应器处理效果的下降。分析认为解决问题的关键是要在反应器中营造出适宜真菌生存而抑制杂菌生长的环境,建议通过载体固定微生物、创造良好的物质扩散和氧气迁徙条件及调节外加碳源等措施对白腐真菌反应器进行优化。     

黄孢原毛平革菌降解磷酸三苯酯的性能和机理

以白腐真菌的中的黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）为实验菌种，考察不同环境条件因素对P.chrysosporium降解磷酸三苯酯（TPhP）的影响以及TPhP降解过程中菌体细胞特性的变化.结果表明，当孢子液的接种量为4%（V/V），葡萄糖浓度为5g/L，pH值为5~6时，经过6d的处理P.chrysosporium对5mg/L TPhP的降解率可达到60%以上.菌体的细胞色素P450酶在TPhP的降解转化过程中发挥了重要的作用，抑制P450酶的活性会导致TPhP降解率下降.在降解反应的前期，为加快TPhP的代谢转化，菌体胞内蛋白含量以及ATP酶活性出现明显升高.在TPhP胁迫下，菌体SOD和CAT的活性随降解反应的进行呈现先升高后降低的趋势，2种抗氧化酶协同作用维持TPhP降解过程中菌体胞内的氧化还原平衡.     

微量元素对白腐真菌的生长影响和抑制酵母菌效果的研究

采用振荡培养方式研究了微量元素对白腐真菌生长以及在非灭菌环境下对液体培养基抑制酵母菌的影响,结果表明,在灭菌环境培养方式下投加含有铁元素的微量元素液体培养基培养的菌丝球大小和数量均优于不含铁但含有其它微量元素液体培养基,而不含铁的液体培养基又优于不投加任何微量元素液体培养基;如果采用灭菌环境培养后在非灭菌环境降解染料方式,则不含微量元素和含其它微量元素但不含铁的液体培养基培养的白腐真菌在非灭菌环境对染料的脱色效果与灭菌环境得到的结果基本相当,而铁浓度为3.5 mg/L液体培养基培养的白腐真菌的脱色效果不如灭菌环境得到的结果,并且镜检发现铁浓度为3.5 mg/L液体培养基中感染的酵母菌的量要多于不含铁元素液体培养基和不投加任何微量元素培养体系.微量元素铁在抑制酵母菌生长方面具有很重要的作用,同时铁元素又是白腐真菌生长所必需的,只要在不影响白腐真菌生长的前提下,合理调控培养基中的铁浓度,就有可能达到抑制酵母菌的目的.     

液体培养基中添加天然成分对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium生长的促进作用

通过试验发现,在液体培养基中添加木材、玉米芯、土豆浸出液,对于白腐真菌Phanerochaete chrysosporium的产量提高有极大的促进作用.在外加碳源为10g/L葡萄糖的条件下,经过3d培养,添加浸出液的培养基的小球产量均能够达到80g/L以上,是未添加浸出液的基础培养基的小球产量的5倍.在外加碳源为5g/L葡萄糖时,添加了外源天然浸出液后,3d后小球产量均能达到69.5g/L以上,在未添加任何浸出液的基础培养基中,小球产量很低,并且在葡萄糖浓度1g/L～20g/L时,3d产量在12.5g/L～14.5g/L范围内.添加土豆浸出液的样品容易染菌,添加玉米芯浸出液的样品培养较长时间后容易发生小球膨胀,添加木材浸出液的培养基用于培养白腐真菌小球,产量高、耐其它微生物污染能力强,能在较长时期内保持良好的泥水分离能力,是较好的液体培养生长促进添加剂.木材、玉米芯、土豆浸出液相互混合有利于白腐真菌的生长.用添加木材浸出液的培养基培养白腐真菌,在不同浓度葡萄糖条件下,小球产量的差别在初期并不明显,随着培养时间增加,小球产量差别逐渐增大.木材浸出液对采用培养基培养菌丝小球的作用是刺激生长,并不是提供生长所需要的有机物.     

Effect of nitrogen concentration in culture mediums on growth and enzyme production of Phanerochaete chrysosporium

Effect of different nitrogen concentration in the mediums on growth and enzyme production of Phanerochaete chrysosporium was studied when glucose concentration was l0 g/L. The results showed that the medium contained 0.8 g/L ammonium tartrate is the best. It not only supply abundant nutrients for the growth of Phanerochaete chrysospodum, which make mycelia the best grow compared with the other medium, but also produce higher manganese-dependent peroxidase(Mnp) and laccase(Lac) activity. In addition, it is observed that the variation of mycelia surface is related to ligninolytic enzyme secreted by Phanerochaete chrysosporium. When the surface of mycelium pellets appeared burs, it predicts secondary metabolism begin. This experimentation demonstrated that when the ratio of carbon and nitrogen in nitrogen limited medium is equal to 100:8, growth and enzyme production of Phanerochaete chrysosporium is the best, it could achieve the maximum Mnp and Lac activity.     

白腐真菌生物过滤塔处理氯苯气体的研究

以竹子为填料,构建新型的白腐真菌Phanerochaete chrysosporium生物过滤塔,考察该过滤塔在不同操作条件下对氯苯的去除性能.结果表明,白腐真菌生物过滤塔对氯苯表现出较好的去除效果,在进口浓度200～1 500 mg/m3,空塔停留时间122 s的条件下,最大去除率接近80%,平均去除率约50%.过滤塔的去除速率与进口负荷和去除率有关,在进口浓度500～1 500mg/m3,流量0.5 m3/h的条件下,最大去除速率可达94 g/(m3·h),平均去除速率为60 g/(m3·h).过滤塔去除速率对进口负荷变化的响应幅度与流量有关,在低流量条件下随进口负荷的变化率较大.过滤塔中氯苯浓度的沿程分布呈现出非线性下降的特征,造成这一现象的原因可能与过滤塔内生物量的分布情况有关.     

生物滴滤池去除氨气的挂膜实验研究

硝化菌的挂膜问题一直是氨气处理中较难解决的问题,采用生物滴滤池对天然斜发沸石和多面空心小球进行硝化菌挂膜研究.实验表明沸石在15天左右就能基本完成硝化菌的挂膜启动,而小球则要20天才能完成;随着 COD:NH3-N降低,各载体生物膜量有所减少;同时,生物膜内生物相也相应改变.     

生物质活性炭原位修复有机物污染底泥技术研究与应用

污染底泥是水体中重要的内源污染,生物质活性炭作为原位修复技术的覆盖材料,正在逐步应用于污染底泥的原位修复.应用椰壳颗粒活性炭与果壳颗粒活性炭对有机物污染底泥进行原位修复,测定2种生物质活性炭的比表面积、孔径分布、表面官能团等理化性质,并应用2种生物质活性炭进行了原位治理污染底泥的实验室静态模拟试验和实地现场试验,在实地现场试验中增加煤基活性炭与2种生物质活性炭进行对比.结果表明:①2种生物质活性炭的表面性质与化学组成相似,但椰壳颗粒活性炭比表面积较大,微孔孔隙结构略微发达,极性基团较少.②实验室静态模拟试验中,2种生物质活性炭对底泥中的PAHs（多环芳烃）、PAEs（酞酸酯）和苯系物（benzenes）3类有机污染物均有很好的稳定化修复效果,投加生物质活性炭10个月后,底泥孔隙水中3类污染物的质量浓度降低93.2%以上;对不同种类有机污染物,孔隙水降低率略有差距,与2种生物质活性炭理化性质的差异有关.③实地现场试验中,2种生物质活性炭和煤基活性炭对3类有机污染物的稳定化修复效果均呈现PAEs > PAHs >苯系物,煤基活性炭的修复效果略高于2种生物质活性炭.研究显示,在10个月的修复时间下,生物质活性炭对有机物污染底泥有明显的修复效果,可使底泥孔隙水中PAHs、PAEs和苯系物类有机污染物质量浓度降低90%以上,并且与煤基活性炭相比,生物质活性炭对环境造成的污染印迹更小.      

厌氧氨氧化微生物的吸附、包埋固定化效果初探

以活性炭、陶瓷生化环、陶瓷生化球、珊瑚砂、火山石和生化棉为吸附固定化载体,以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)制成的SA、PVA、PVA-SA和PVA-SA-活性炭小球为包埋固定化载体,研究了厌氧氨氧化微生物固定化的脱氮效果.结果表明,吸附固定化的大部分处理和包埋固定化的部分处理均能维持较高的厌氧氨氧化活性.吸附固定化脱氮效率优于包埋固定化,其中,活性炭吸附固定化脱氮效果最好,初期可以提高活性达30%以上.通过对活性炭吸附固定化的中长期连续运行监测发现,活性炭固定化第6次反应过程的厌氧氨氧化活性是对照的3.5倍.因此,活性炭吸附固定化还具有稳定持续的中长期效应,不失为一条有效提高厌氧氨氧化活性的固定化途径.     

黄孢原毛平革菌对6种染料的脱色降解

在黄孢原毛平革菌与6种染料的液体静培养体系中,不同浓度的染料均发生脱色降解。共培育30 d时,刚果红、直接冻黄G和活性翠蓝KN－G达到92%～99％的脱色率。10,50,100 mg/L活性翠蓝KN－G,50,100 mg/L金莲橙O与天青蓝A,100 mg/L活性艳蓝KN－R的降解率达70%以上;18个样品中60%的降解率超过50%。生物吸附和生物降解是2个重要过程。研究表明,黄孢原毛平革菌对各种染料类群具有广谱有效的脱色降解能力。      

生物质材料在重金属废水处理中的应用

可再生、低成本、有效且易从环境获取的生物质材料越来越多地用于去除废水中的重金属离子。本文着重介绍三大类生物质材料：Ⅰ、动物类（主要是甲壳素和壳聚糖衍生物）;Ⅱ、植物类（包括木质素、活性炭、竹炭、富含单宁的物质、农林废弃物等）;Ⅲ、微生物类（各种茵类等）,及其改性产物在处理有毒重金属废水方面的应用研究进展。     

To enhance the reproduction of Phanerochaete chrysosporium by adding natural lixiviums in liquid medium

Great promotion to the reproduction of white rot fungus Phanerochaete chrysosporlum by adding natural lixiviums such as from wood, maize core and potato in liquid medium was found in this research. Incubated in the liquid medium contained 10 mg/L glucose as carbon source with natural lixiviums for three days, the production of myeelium pellet reaches more than 80 g/L, which is 5 times more than that of without natural lixiviums. Incubated in the liquid medium contained 5 mg/L glucose as carbon source with natural lixiviums for three days, the production of myeelium pellet can reach 69.5 g/L, while the production in the medium without natural lixiviums is very low. When the liquid medium contained 1-20 g/L glucose as carbon source, the production of myeelium pellet in 3 d can only reach 12.5 g/L to 14.5 g/L. The fungus in the medium with potato lixiviums are easily contaminated by other microorganisms and in the medium with maize core lixiviums are easily bulking, while in the medium with wood lixiviums are neither easily contaminated nor bulking. Medium with wood lixiviums can produce more pellet than other medium, endure contamination and keep better sedimentation capacity. So that, wood lixivium is borer additive to the culture of white rot fungi in liquid medium. Addition of the mixture of wood, maize core and potato lixiviums is of advantage to the productian of mycelium pellet. The difference of the production in the medium with different amount of wood lixiviums showed little in the first 3 d, while it esnanded after 3 d. Wood lixiviums stimulate the growth of P. chrysosporium instead of supply organies which fungi need.