木質纖維素共基質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，探索對其進行環(huán)境友好的生物治理技術是現(xiàn)今發(fā)展方向之一。以降解木質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注，在難降解污染物領域得到廣泛應用。但研究中發(fā)現(xiàn)，白腐菌在環(huán)境污染物生物修復過程中存在降解效率不足及成本過高等問題?；诖?，本文通過建立木質纖維素共基質體系，研究白腐菌在該體系中降解污染物的過程及機理，探究木質纖維素作為共基質的可能性及有效提升白腐菌降解污

2、染物的作用機制，以期將白腐菌的非特異性降解功能有效應用于環(huán)境處理。主要研究結論如下：
　　 采用木質纖維素共基質，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。結果表明：在所構建的共基質體系中，白腐菌均能有效地降解不同污染物。液體體系下，2d內白腐菌對孔雀綠的脫色率能達80%以上；6d 左右則能對吲哚完全降解；15d內白腐菌對喹啉的降解率達89.48%。不同底物相互共存時，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，共基質底物的加入能促進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。白腐菌能對不同結構的三苯甲烷類染料進行降解，作用機理因結構不同而異，環(huán)境因子較大程度地影響了染料的降解效率。另外，5d內白腐菌可去除99%以上的吲哚；15d內濃度為250mg/L和150mg/L 喹啉的降解率分別能達到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。
　　 采用FTIR、SEM、XRD 及HPLC對固體共基質體系的不溶及可溶組分的測定，結果表明：基質中白腐菌降解污染物的過程是一個共降解過程，共基質的降解為白腐菌提供了持續(xù)的營養(yǎng)，并促進木質素酶系的分泌，以利于污染物的降解。其中，白腐菌對體系中酚類物質及木質素降解較為明顯，采用酚類及木素提取物進一步研究了固體共基質體系中物質變化

5、對白腐菌降解污染物的影響。結果表明：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部分污染物的降解及酶活的增加，促進程度與污染物結構密切相關。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構參數(shù)之間的關系顯示，空間結構及結構的穩(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及白腐菌降解染料

6、機制的研究，發(fā)現(xiàn)在不同培養(yǎng)基中不同時段獲取的粗酶液對染料的作用呈現(xiàn)一定的規(guī)律：不同時間粗酶液對染料的降解符合一級反應動力學；相同時間內粗酶液對染料的降解量與濃度之間符合零級反應動力學；反應速率與濃度之間也符合零級反應動力學；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。對固體共基質體系中白腐菌降解染料機制的研究表明：白腐菌對孔雀綠及溴酚藍的降解主要歸因于漆酶及其同工酶；而結晶紫的降解主要歸因于小分子物質的作用，通過產(chǎn)生四種中間代謝