收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

接种白腐真菌改善含铅农业固废微环境及其作用机理的研究

胡霜  
【摘要】:针对目前农业废物受重金属污染日益严重的现象,本课题考察了在不同Pb~(2+)浓度下,接种白腐真菌降解农业固体废物的情况,以及白腐真菌对不同浓度铅污染钝化能力的差异,同时研究了铅在固态发酵过程中的迁移和转化。本课题旨在通过对白腐真菌的典型菌种一一黄孢原毛平革菌(phanerochaete chrysosporium)与重金属交互作用的基础分析,确定该生物吸附剂的在不同浓度Pb~(2+)作用下对农余废物中主要成份一木质纤维素的降解能力的影响。通过对接种白腐真菌的稻草基质中Pb~(2+)迁移转化的研究,并借助傅立叶红外变换光谱等技术手段,来分析探索白腐真菌对Pb~(2+)的胞外钝化机制进行探索;并结合电脑软件工具对作用官能团种类和数量进行分析,进一步量化钝化规律。最后对强化白腐真菌吸附重金属开展了进一步的研究。 首先,实验通过考察在6个不同铅浓度下,接种的白腐真菌在固态发酵基质中的代谢情况,发现低浓度的Pb~(2+)对白腐真菌生物量、酶活性以及胞外分泌的有机酸有促进作用,高浓度Pb~(2+)有抑制作用。低浓度的铅离子能促进白腐真菌MnP的生成,同时白腐真菌胞外分泌物草酸含量也有增加。相对于高浓度Pb~(2+)对白腐真菌酶活性的强烈抑制作用,白腐真菌胞外分泌物草酸受其影响相对要小得多,在发酵后期草酸含量与Pb~(2+)成正相关。 本课题考察了白腐真菌在降解含铅稻草中的能量流动、碳源的循环、以及不同浓度Pb~(2+)对白腐真菌降解木质素行为的干扰情况。研究结果显示出白腐真菌对重金属的毒性有一定的抗性。在固态发酵初期,Pb~(2+)对白腐真菌降解木质素等复杂有机物产生相对较强的干扰,且Pb~(2+)浓度越高干扰越大,降低了白腐真菌对复杂有机物的降解水平。发酵中后期白腐真菌逐渐适应了Pb~(2+)毒性,发酵基质中的能量循环慢慢恢复,结果表明白腐真菌在分解木质素等较难降解的有机物的同时能逐渐适应低浓度Pb~(2+)的毒性。 本课题通过对不同形态的Pb~(2+)的在固态发酵过程中分配系数的变化进行研究,从而了解Pb~(2+)的迁移和转化情况。通过对Pb~(2+)的水溶交换态、碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态、有机结合态和残留态五种形态在固态发酵前后分配系数的变化情况,具体分析了不同浓度Pb~(2+)对白腐真菌钝化Pb~(2+)的影响及原因,同时发现基质中的腐殖酸对对Pb~(2+)的钝化作用也很明显,Pb~(2+)生物活性降低使其达到环境能够忍受的毒性。在50 mg/kg Pb~(2+)浓度下白腐菌表现出最好的降解性能且对Pb~(2+)的钝化作用最强。实验证明接种白腐真菌改善被铅污染的农业废物具有很强的可行性。 为了解白腐真菌对重金属的吸附潜力,实验采用了电位滴定法结合MATLAB数学软件计算的方法,对白腐真菌生物的吸附官能团进行了定量分析。电位滴定结果表明,在三个pH范围内存在着可以提供H~+的官能团。结合傅立叶红外变换光谱,利用计算机软件MATALB计算,白腐真菌在吸附重金属方面存在的3个重要官能团,它们分别为0.12 mmol/g干样的羧基(pK_i5.00),0.22 mmol/g干样的磷酸基(pK_i7.32),以及0.23 mmol/g干样的酚羟基(pK_i10.45)。与MATLAB软件对白腐真菌吸附Pb~(2+)功能基团的分析结果相符。本实验结论为接种白腐真菌处理含铅固废提供理论依据,以充分发挥白腐真菌钝化重金属的潜力。最后,为强化白腐真菌对重金属的钝化能力,本论文在基于磁性纳米基础上固定化白腐真菌,研究出新型磁性生物吸附剂,以提高其对重金属抗毒性和耐受力。 本课题考察白腐真菌与Pb~(2+)的交互作用机理,并对白腐真菌胞外钝化Pb~(2+)机理进行了初步研究,同时在对强化白腐真菌吸附能力的研究中取得一定成果。本课题的研究成果对相关专业的科研工作者有一定的参考价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李翠珍,文湘华;白腐真菌F2的生长及产木质素降解酶特性的研究[J];环境科学学报;2005年02期
2 何德文,蒋柱武,肖羽堂;白腐真菌在生物难降解有机废水处理中的应用[J];工业安全与防尘;2000年03期
3 安世杰,黄民生,徐亚同;白腐真菌与染料废水的脱色降解[J];净水技术;2003年05期
4 ;用白腐真菌降解难降解环境污染物[J];技术与市场;2005年12期
5 ;白腐真菌净化废水[J];上海造纸;1981年04期
6 荚荣,赵凤,武胜,刘献文;白腐真菌生物接触氧化法处理染料废水[J];中国环境科学;2004年02期
7 陈静,胡俊栋,王学军,陶澍;白腐真菌对土壤中多环芳烃(PAHs)降解的研究[J];环境化学;2005年03期
8 何德文,黄俊,周申范;白腐真菌生化降解TNT废水的效果研究[J];环境卫生工程;1999年01期
9 何德文,蒋柱武;白腐真菌降解造纸废水的规律研究[J];辽宁城乡环境科技;1999年02期
10 程永前,黄民生,张国莹;白腐真菌对染料脱色及降解过程机理和影响因素[J];环境污染治理技术与设备;2000年06期
11 梁利华,杨东虎,阚振荣;白腐真菌对染料废水脱色及降解的研究[J];生物学杂志;2003年03期
12 杜欢政,王怡云;固体废弃物拆解业对环境影响评估及整治[J];中国资源综合利用;2002年06期
13 吴坤,张世敏,朱显峰;木质素生物降解研究进展[J];河南农业大学学报;2000年04期
14 李向飞,文湘华,林刚;白腐真菌F1对染料脱色特性的研究[J];环境污染治理技术与设备;2002年07期
15 侯树宇,张清敏,多淼,余海晨,孙红文;白腐真菌和细菌对芘的协同生物降解研究[J];农业环境科学学报;2005年02期
16 王志刚,张淑娟;我国的固体废物管理研究[J];城市环境与城市生态;1999年05期
17 李慧蓉;白腐真菌对染料的脱色降解及应用前景[J];染料与染色;2002年06期
18 高春香 ,李文英;探索水泥工业可持续发展之路——北京金隅集团建成国内第一条焚烧固废生产线获国家重点技改"双高一优"项目导向计划[J];建筑装饰材料世界;2003年02期
19 梁云霞;固体废物的污染控制及管理[J];山西能源与节能;2004年04期
20 喻云梅,刘赟,翁恩琪,黄民生;白腐真菌木质素降解酶的产生及其调控机制研究进展[J];安全与环境学报;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 庄维健;;超大型固废筒