木質(zhì)纖維素共基質(zhì)體系中白腐菌降解污染物研究.pdf

1、廣泛存在于水體、土壤的有毒污染物因其難降解性而成為環(huán)境治理的瓶頸問題，探索對其進(jìn)行環(huán)境友好的生物治理技術(shù)是現(xiàn)今發(fā)展方向之一。以降解木質(zhì)素為主的白腐菌因其對不同底物的降解非特異性而備受關(guān)注，在難降解污染物領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但研究中發(fā)現(xiàn)，白腐菌在環(huán)境污染物生物修復(fù)過程中存在降解效率不足及成本過高等問題?；诖?，本文通過建立木質(zhì)纖維素共基質(zhì)體系，研究白腐菌在該體系中降解污染物的過程及機(jī)理，探究木質(zhì)纖維素作為共基質(zhì)的可能性及有效提升白腐菌降解污

2、染物的作用機(jī)制，以期將白腐菌的非特異性降解功能有效應(yīng)用于環(huán)境處理。主要研究結(jié)論如下：
　　 采用木質(zhì)纖維素共基質(zhì)，分別在液體及固體體系下研究白腐菌對典型芳香類及氮雜環(huán)類污染物的降解。結(jié)果表明：在所構(gòu)建的共基質(zhì)體系中，白腐菌均能有效地降解不同污染物。液體體系下，2d內(nèi)白腐菌對孔雀綠的脫色率能達(dá)80%以上；6d 左右則能對吲哚完全降解；15d內(nèi)白腐菌對喹啉的降解率達(dá)89.48%。不同底物相互共存時(shí)，表現(xiàn)為不同的作用形式，例如吡啶與喹

3、啉共存，表現(xiàn)為明顯的拮抗作用；而喹啉與吲哚共存，表現(xiàn)為協(xié)同作用。對喹啉和吲哚的降解分別符合零級和一級動力學(xué)，共基質(zhì)底物的加入能促進(jìn)白腐菌生物量的提升及污染物降解。固體體系下，白腐菌對選用污染物的降解效率高于液態(tài)體系。白腐菌能對不同結(jié)構(gòu)的三苯甲烷類染料進(jìn)行降解，作用機(jī)理因結(jié)構(gòu)不同而異，環(huán)境因子較大程度地影響了染料的降解效率。另外，5d內(nèi)白腐菌可去除99%以上的吲哚；15d內(nèi)濃度為250mg/L和150mg/L 喹啉的降解率分別能達(dá)到93.

4、47%和97.40%，亦可去除61.5%的吡啶。白腐菌對喹啉和吲哚的降解則分別符合一級和零級動力學(xué)。
　　 采用FTIR、SEM、XRD 及HPLC對固體共基質(zhì)體系的不溶及可溶組分的測定，結(jié)果表明：基質(zhì)中白腐菌降解污染物的過程是一個(gè)共降解過程，共基質(zhì)的降解為白腐菌提供了持續(xù)的營養(yǎng)，并促進(jìn)木質(zhì)素酶系的分泌，以利于污染物的降解。其中，白腐菌對體系中酚類物質(zhì)及木質(zhì)素降解較為明顯，采用酚類及木素提取物進(jìn)一步研究了固體共基質(zhì)體系中物質(zhì)變化

5、對白腐菌降解污染物的影響。結(jié)果表明：酚類提取物的加入能有效的提升染料降解率及酶活，并促進(jìn)生物量的增加，且提升效率成分主要存在于溶液經(jīng)乙醇沉淀的上清液中。同樣，木素提取物的加入也能促進(jìn)部分污染物的降解及酶活的增加，促進(jìn)程度與污染物結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。研究加入酚類提取物后白腐菌對污染物生物降解及生物結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系顯示，空間結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分別為影響污染物生物降解性能的主要因素。
　　 通過對體系中粗酶液降解染料動力學(xué)及白腐菌降解染料

6、機(jī)制的研究，發(fā)現(xiàn)在不同培養(yǎng)基中不同時(shí)段獲取的粗酶液對染料的作用呈現(xiàn)一定的規(guī)律：不同時(shí)間粗酶液對染料的降解符合一級反應(yīng)動力學(xué)；相同時(shí)間內(nèi)粗酶液對染料的降解量與濃度之間符合零級反應(yīng)動力學(xué)；反應(yīng)速率與濃度之間也符合零級反應(yīng)動力學(xué)；酶抑制劑的加入能明顯降低白腐菌對部分染料的降解效果。對固體共基質(zhì)體系中白腐菌降解染料機(jī)制的研究表明：白腐菌對孔雀綠及溴酚藍(lán)的降解主要?dú)w因于漆酶及其同工酶；而結(jié)晶紫的降解主要?dú)w因于小分子物質(zhì)的作用，通過產(chǎn)生四種中間代謝