白腐真菌對水葫蘆木質纖維素的降解及其對厭氧發(fā)酵產沼氣的影響.pdf

1、隨著水體富營養(yǎng)化問題越來越嚴重，采用水葫蘆等水生植物消減水體氮磷等營養(yǎng)化物質成為改善水質的重要措施，而由此產生的大量的水葫蘆帶來了新的環(huán)境問題，若堆積會產生二次污染，亟需進行資源化利用。近年來，能源危機日益加劇，生物質能源的開發(fā)成為科技工作者研究的熱點。水葫蘆有較高的產沼氣潛力，利用水葫蘆進行厭氧發(fā)酵產沼氣不僅可以消除水葫蘆堆積造成的污染，還可以提供清潔可再生的能源。厭氧發(fā)酵產沼氣，是水葫蘆處置與利用的一個重要技術途徑。然而，水葫蘆纖維

2、素、半纖維素、木質素的結構和含量是其厭氧發(fā)酵產沼氣的瓶頸，為了提高沼氣產率，需要在厭氧發(fā)酵之前對水葫蘆進行一定的預處理。本文開展了水葫蘆木質纖維素生物預處理技術的研究，并研究其處理對厭氧發(fā)酵產沼氣的影響，探求水葫蘆高效產沼氣方法。
　　以水葫蘆為材料，分別接種白腐真菌中的黃孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)和糙皮側耳(Pleurotusostreatus)，研究兩種真菌對水葫蘆木質纖維素的降解情況

3、，同時測定降解木質纖維素的酶的活性及還原糖和有機質含量的動態(tài)變化。結果表明:黃孢原毛平革菌和糙皮側耳兩種白腐菌對木質纖維素均有較強的降解能力，對木質素的降解尤為顯著，處理30d，黃孢原毛平革菌對木質素、半纖維素、纖維素的降解率分別為39.42％、16.77％、15.39％，糙皮側耳對木質素、半纖維素、纖維素的降解率分別為26.92％、14.42％、13.44％;黃孢原毛平革菌在降解水葫蘆的過程中不產生漆酶，木素過氧化物酶和錳過氧化物酶均

4、在第10d達到最高值，分別為50.12U/g，1.72U/g，糙皮側耳在降解水葫蘆的過程中，木素過氧化物酶、錳過氧化物酶、漆酶分別在第10d、15d、15d達到最高值，最高值分別為13.77U/g，1.42U/g，64.85U/g;在降解水葫蘆過程中，兩白腐菌產的纖維素酶均有兩個產酶高峰，黃孢原毛平革菌的產纖維素酶高峰發(fā)生在第10d和第25d，酶活分別為0.49U/g和0.53U/g，糙皮側耳的產纖維素酶高峰發(fā)生在第5d和第20d，酶活

5、分別為0.1U/g和0.09U/g;兩白腐菌產半纖維素降解酶的趨勢大致為先上升后下降趨勢，黃孢原毛平革菌和糙皮側耳的產半纖維素酶高峰分別發(fā)生在第15d和第10d，半纖維素酶活的最高值分別為5.13U/g和0.77U/g;黃孢原毛平革菌的產纖維素酶和半纖維素酶的能力均高于糙皮側耳。白腐菌對木質素的降解一般是發(fā)生在次級代謝階段，剛接入菌種時，白腐菌只能先消耗可溶性有機碳提供自身生長和維持的碳源和能源，還原糖和可溶性有機質的含量下降，隨著降解

6、過程的進行，纖維素、半纖維和木質素開始降解，有機質含量也隨之下降，可溶性有機質含量升高。
　　為進一步探討接種白腐真菌對水葫蘆木質纖維素的降解處理對水葫蘆發(fā)酵產氣的影響，以白腐菌預處理不同時間的產物為材料，在總固體(TS)質量分數為8％、溫度為35℃的條件下，研究黃孢原毛平革菌和糙皮側耳兩種白腐菌對水葫蘆的降解預處理對水葫蘆厭氧發(fā)酵的影響。結果表明:經黃孢原毛平革菌預處理10cd、15d和糙皮側耳預處理10d、15d的水葫蘆的產氣

7、能力顯著提高，單位TS產氣量較對照提高了48.73～75.05％，產氣量與纖維素、半纖維素含量均呈顯著負相關;白腐菌對水葫蘆的降解預處理不能顯著提高水葫蘆厭氧發(fā)酵產沼氣中的甲烷含量;由于白腐菌的降解預處理提高了沼氣的產量，相應的也提高了甲烷的產量，單位TS甲烷產量較對照提高了30.53％～55.81％。黃孢原毛平革菌或糙皮側耳處理25d的水葫蘆，用于厭氧發(fā)酵，單位TS產氣量和單位TS甲烷產量反而下降，經黃孢原毛平革菌降解處理25d，水葫