木质素降解及其对木质素作为陆源有机物指示计应用的影响

陆源有机物的归宿是全球碳循环研究的关键问题.木质素作为陆源有机物的重要指示计,在迁移转化过程中的降解(光降解和生物降解),对其指示作用产生一定的影响.本文简要介绍了木质素作为指示计的应用概况,重点综述了木质素降解的研究现状,总结了降解对木质素指示参数的影响,提出了修正降解影响的方法,指出多重示踪方法可以获取更加准确的信息,同时,对木质素降解的深入研究将进一步规范木质素作为指示计的使用并提高其应用价值.     

白腐真菌F2的生长及产木质素降解酶特性的研究

考察了从我国生物资源中筛分出的白腐真菌F2的生长特性,采用多因素试验法研究了F2菌产木质素降解酶的特性;用统计学方法对试验数据进行了误差分析,并分析了多种影响因素对F2菌产木质素降解酶的影响.实验结果表明:F2菌在PDA培养基平板上和Tien＆Kirk培养基中都生长良好且生长速率较高;在自由悬浮振荡培养(不通氧气)条件下,F2菌产LiP的最高酶活可达60 5U·L-1,MnP的最高酶活可达263 4U·L-1,其产酶能力超过了黄孢原毛平革菌在自由悬浮振荡培养(不另外通入氧气)条件下的产酶能力.本研究还发现向培养基中添加的Cu2+浓度超过1μmol·L-1时会抑制F2菌产LiP,以往的文献未报道过Cu2+的这种抑制作用.     

高效脱色菌群的脱色、产酶及群落分析

富集筛选到2组能够在开放条件下对多种染料和造纸废水高效脱色的混合菌群,以该混合菌群构建的生物膜反应器在连续运行条件下,对COD为750～1175mg/L、色度为200～320的染料废水进行脱色、降解,脱色率为80%～90%、COD去除率为69%～90%.该混合菌群能够在不同染料培养基中、造纸废水或染料废水中产生木质素降解酶系统中的1种或2种酶.分析表明,2组菌群中真菌与细菌的比例为6.8:1～51.8:1,优势微生物种类为真菌,从中分离出16株真菌,其中8株对活性红M-3BE具有明显脱色效果.     

白腐真菌培养条件对其分泌木质素降解酶的影响

应用摇瓶试验研究了不同白腐真菌培养条件对其产酶的影响.通过控制不同转速、投加载体等方式考察了白腐真菌的产酶情况.结果表明,在悬浮培养方式下,转速为160r/min时获得的锰过氧化物酶最高(481.6U/L),其酶活是静置、120r/min条件下培养的65倍和43倍;投加载体后,载体固定化培养获得的木质素过氧化物酶酶活是悬浮培养的71倍,载体投加量对其产酶影响很大,只有当载体处于非浸没状态时才有利于酶活产生,否则酶活极低.因此,选择载体固定化—非浸没—振荡培养方式培养白腐真菌可获得更高的产酶量和酶活.     

两个不同耐铝玉米自交系根系对铝毒胁迫的响应

通过铝(Al)毒胁迫处理,检测两个不同耐Al玉米自交系(耐Al自交系178和Al敏感自交系Mo17)根系氧化胁迫相关指标如Al含量、H2O2含量、丙二醛(MDA)含量,抵御氧化胁迫的过氧化物酶(POD)活性及细胞壁木质素含量,以期为揭示Al毒抑制玉米根系发育的机制提供佐证.结果表明,Al毒处理后,两个玉米自交系根系的Al含量、H2O2含量、MDA含量、木质素含量和POD活性均有所增加.当Al处理24 h时,这些生理指标变化最大.其中,178中木质素含量和POD活性增加幅度大于Mo17,分别为0.126 OD和2.04 U;而Mo17中Al含量、H2O2含量和MDA含量增加幅度更大,分别为1.835μg g-1、16.71μmol g-1和40.2 nmol g-1.综上,玉米根系的生长抑制与Al诱导的膜脂过氧化有关,而根系细胞抗氧化酶POD的活性及木质素含量的变化是玉米对Al毒胁迫的一种诱发性防御反应.图5参29     

基于猪场废水脱氮的典型木质素降解中间产物反硝化性能

猪场废水高效生物脱氮通常面临碳源不足的问题,秸秆在猪场周边广泛存在,是废水脱氮的潜在碳源来源,但其中的木质素难以被生物降解与利用.选取木质素降解过程的典型中间产物肉桂酸、对香豆酸和阿魏酸为研究对象,探究了其用作碳源的反硝化脱氮性能,以期为猪场废水脱氮过程秸秆“返碳”利用提供理论依据.批次试验表明,当C/N由6依次降低至3时,肉桂酸、对香豆酸和阿魏酸作为碳源时的最大比反硝化速率测定值分别为9.4、8.6、1.1 mg?g^-1?h^-1.采用Haldane模型拟合,计算出这3种中间产物作为碳源时的最大比反硝化活性分别为20.7、17.0和1.6 mg?g^-1?h^-1.肉桂酸用作反硝化碳源的潜力大于对香豆酸,阿魏酸则难以作为碳源进行反硝化脱氮.长期试验表明,随着反应器进水C/N由3升高至6,肉桂酸和对香豆酸的硝酸盐去除率分别稳定在90%和85%左右.高通量测序结果表明,肉桂酸组的污泥中典型反硝化细菌Thauera的丰度高于对香豆酸组,故反硝化效果更好.综上所述,定向调控木质素降解为肉桂酸有望缓解猪场废水生物脱氮过程碳源不足的 问题,进而为猪场“种养一体化”思路提供理论依据.     

城市生活垃圾中可降解有机物降解规律研究

通过室内降解试验,测定了城市生活垃圾中可降解有机物降解过程中的纤维素及木质素含量,提出采用C/L(纤维素含量/木质素含量)归一化后的相对变化量来表征城市生活垃圾(MSW)的生物降解程度.分析生物降解程度指标随时间的变化规律,结果表明,生物降解程度随着降解时间的增加呈倒"S"型变化,可降解有机物的降解过程是由慢到快再到慢的过程;Slogistic模型可以较好地模拟MSW的降解过程,而模型参数可以反映降解条件对降解速率的影响.Slogistic模型预测的填埋场稳定化时间与实测结果相符,表明了建议的表征降解程度指标及Slogistic模型的合理性与正确性.     

稻秆负荷与pH对稻秆厌氧发酵产酸系统启动过程的影响

为探讨稻秆负荷（即稻秆VS/污泥VSS）与发酵pH对稻秆厌氧发酵产酸系统启动过程产挥发性脂肪酸（VFAs）效果的影响,利用厌氧搅拌罐反应系统考察在不同的稻秆负荷（0.556、0.945、1.334和1.724 g/g）和不同的发酵pH（8.0、9.0和10.0）启动运行条件下的产酸性能,并分析了系统启动过程产酸与稻秆主要成分降解之间的关系。实验结果表明,VFAs浓度随稻秆负荷提高而增大,随发酵pH的升高而降低;发酵18 d时,发酵pH为9.0时,稻秆负荷1.334 g/g的产酸效果最好,VFAs浓度与稻秆产酸量分别为4 385.10 mg/L和2.19 gVFAs/g稻秆,此时半纤维素、纤维素和酸性洗涤木质素降解率分别为32.69%、22.53%和6.40%;稻秆负荷为0.945 g/g条件下,VFAs浓度在pH为8.0时达到最高值4 409.51 mg/L,此时稻秆降解量也最多,半纤维素、纤维素和酸性洗涤木质素降解率分别为28.60%、47.32%和22.69%。研究表明,稻秆负荷与发酵pH通过影响稻秆半纤维素、纤维素和木质素的降解影响稻秆厌氧发酵产酸的进程和效果。     

印染废水处理技术综述

印染废水是一种含高浓度碱度、色度、木质素的有机废水,可生化性差,用传统的生物法处理难度大,一直是废水处理领域的难题.文章通过对国内外各种分离法对印染废水处理的机理分析,总结各种分离法的应用及特点,并提出综合废水处理工艺路线,为印染废水的处理提供有效途径.