铁基纳米材料对苯甲酸降解菌Sporotomaculum syntrophicum 与产甲烷菌 Methanospirillum hungatei的厌氧互营体系降解苯甲酸的影响

为探究铁基纳米材料在苯甲酸厌氧互营代谢过程中的作用,以厚壁菌门的厌氧互营苯甲酸降解菌Sporotomaculum syntrophicum与产甲烷菌Methanospirillum hungatei的共培养体系为研究对象,考察投加铁基纳米颗粒四氧化三铁(Fe3O4NPs)和三氧化二铁(Fe2O3 NPs)对苯甲酸厌氧降解转化甲烷的影响.结果表明:10～500mg·L-1的Fe3O4纳米颗粒对苯甲酸降解速率及产甲烷量没有显著影响;而高浓度的Fe3O4纳米颗粒对苯甲酸降解及产甲烷速率产生了明显的抑制作用,当添加Fe3O4纳米颗粒的质量浓度为600、800、1 000 mg.L-1时,第15天的产甲烷量分别减少了24.29％、44.13％和61.54％.低浓度和高浓度的Fe2O3纳米颗粒对苯甲酸的降解及甲烷的产生均无影响.质量浓度为10～1000mg·L-1的Fe3O4NPs和Fe2O3NPs均不能促进SS.syntrophicum与M.hungatei共培养体系的种间电子传递过程.本研究结果可为导电材料强化厌氧纯菌降解苯甲酸,以及利用导电材料强化苯甲酸废水及木质纤维素类固体废弃物的处理提供参考.     

厌氧互营苯甲酸降解菌 Sporotomaculum syntrophicum对玉米秸秆沼气发酵的生物强化作用

木质素的有效降解是提高秸秆等木质纤维素原料沼气发酵效率的有效途径。木质素很难被厌氧微生物分解利用,然而有研究表明木质素可以经由苯甲酸、苯酚等芳香族化合物被微生物分解利用。采用批次试验探究厌氧苯甲酸降解菌Sporotomaculum syntrophicum FB对秸秆沼气发酵的影响。强化菌株S.syntrophicum接种比例的结果表明,接种比例为5%、10%和20%时,甲烷产量分别为252.2,244.9,234.8 mL/g TS,比对照组提高了20.5%、17.0%和12.2%,TS去除率提高了2.9%、3.1%和3.4%。投加5%~20% S.syntrophicum后的玉米秸秆中纤维素、半纤维素、木质素的去除率,比对照组提高了12%~13%,3%~5%和38%~46%。进一步试验结果显示,添加S.syntrophicum使甲基纤维素、木聚糖和碱木质素(纤维素、半纤维素和木质素的模式物)的甲烷产量分别提高了15.7%、11.4%和7.8%。