蘑菇渣对造纸污泥中五氯酚降解的研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luowzh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,我国绝大多数制浆造纸厂纸浆漂白仍然采用含氯漂白剂。造纸废水中形成的大量高分子有机氯化物经过化学混凝、生物吸附作用,沉积到沉淀池下部的污泥中,脱水污泥中普遍检测到一定含量的氯酚类污染物。特别是近几年来,由于国内工业垃圾填埋场相对短缺,许多造纸厂将污泥随意弃置或不经堆肥处理在农田上滥用,严重危及了环境安全。因此,对含CPs的造纸污泥进行堆肥,使其农用资源化,不啻是解决当前迫切问题的途径。菇渣(spent mushroom compost,SMC)中含有数量庞大种类繁多的微生物群落,尤其含有较多对木质纤维有很强降解能力的白腐类真菌,并且含有大量木质纤维素降解酶和各类水解酶,能够分解难降解的有机污染物,是一种潜在的生物修复材料。国外已有学者开展了SMC堆肥生物修复难降解有机污染物的研究。 本文以SMC为生物活性材料,研究利用SMC生物去除造纸污泥中的五氯苯酚。首先,漆酶是一种多酚氧化酶,能高度降解酚类物质,实验通过研究SMC中漆酶的酶学特性,为降解五氯苯酚提供理论基础;其次,对于含木质纤维素较高的造纸污泥中五氯酚的高效液相色谱(HPLC)测定,本身是一种尝试。本实验通过对色谱条件以及样品前处理的研究分析,实现了PCP准确可靠的测量。再次,以五氯苯酚(PCP)为目标污染物,模拟PCP污染造纸污泥,研究SMC酶液对污泥中PCP的去除效果,以及SMC酶液处理的合适条件,为SMC酶液处理含氯酚类污染物的造纸污泥提供参考;最后,以菇渣为添加剂,堆肥处理造纸污泥中的五氯酚,实验考查了菇渣添加量、堆肥温度对五氯酚降解率的影响,为进一步研究SMC处理造纸污泥中其他酚类化合物提供经验。实验得出以下结论: (1)平菇39漆酶活性为1766.76U·g—1,在低温状态下SMC酶液漆酶有较好的稳定性,随着温度的升高,漆酶稳定性急剧下降;SMC漆酶在pH4.5时,有最大的活性;Cu2+对SMC酶液漆酶活性有激活作用,Co2+、Zn2+、Ca2+、Ag+、Fe2+对菇渣酶液漆酶有较强的抑制作用,其中,Fe2+的抑制作用最强,菇渣酶液漆酶几乎失活;Mn2+、K+、Fe3+、Mg2+、Na+、NH4+对菇渣酶液漆酶酶活性抑制作用相对较弱。 (2)试验利用超声萃取结合高效液相色谱技术可以实现对造纸污泥中五氯酚残留的快速、准确、有效分析。对于造纸污泥中五氯酚的超声萃取—高效液相色谱测定方法,以二氯甲烷作为提取剂,加0.06 mol/L的硫酸酸化,振荡30min,30℃超声萃取40 min,可以得到97.5%的回收率。实验发现一次超声提取,仅能提取造纸污泥中PCP的75.8%。 (3) PCP污染造纸污泥添加SMC酶液后结果显示:菇渣酶液和造纸污泥混和培养五天后,造纸污泥中PCP残留率为23.25%;经过考查菇渣酶液降解时间对PCP残留量的影响试验,污泥中的PCP在10天后降解率达到81.56%,并且PCP在初始几天降解较为快,随着时间的延长,PCP的降解率逐渐增加。菇渣酶液pH值影响PCP降解率的实验结果显示,pH4.5时,污泥中PCP有最大的降解率,达到82.7%,这与菇渣酶液漆酶酶活性的最佳pH相一致,说明在这种条件下,漆酶担当了降解PCP的主要角色,漆酶的催化活性越大,PCP越容易降解。 (4)利用SMC作为添加剂和造纸污泥进行堆肥培养实验,能够很好地降解造纸污泥中的五氯酚。SMC添加量2%时,PCP降解率为55.4%。随着SMC用量的增加,PCP的总去除率呈增加趋势。当SMC添加量10%时,降解率达到75.5%。SMC的用量越大,PCP的降解率也就越高。堆肥温度增加,SMC去除PCP的效率也增加。50℃时,SMC对PCP的降解率最高,PCP由最初的100mg/kg降到5d后17.39 mg/kg。而20℃时培养5d后,降解率仅为68.97%。虽然漆酶活性随着温度升高而逐渐降低,但菇渣中的其它酶可能在高温时起到了降解PCP的主要作用,例如锰过氧化物酶。 造纸污泥的处理处置一直是制约造纸业发展的瓶颈,实验证实了SMC应用于处理造纸污泥PCP的可行性。将SMC作为添加剂应用于堆肥处理造纸污泥中的有机污染物,操作简单,易实现;而且原材料SMC市场来源广阔,价格低廉。SMC本身是蘑菇生产后的废物,“以废治废”,既解决了氯酚类有机污染物难以处理的难题,也解决了污泥的处理处置问题,有利于环境保护,实现经济的可持续发展。
其他文献
镁合金作为一种轻质金属结构材料,具有高的比刚度、比强度以及电磁屏蔽性等优良特性,其薄板构件具有很大的应用潜力。但由于镁合金耐腐蚀性差限制了其广泛应用,而铝合金具有
城市河流综合整治是一项系统工程,属多功能、多学科交叉工程。进行城市河流综合整治,既可以推动整个城区或部分城区的河流治理,又可以推动周边水环境的综合治理,促进河流、水面与
本论文对MTBE的使用现状和污染情况进行了综述,对MTBE进行了研究,通过气相色谱和质谱联用仪,建立MTBE的分析方法,并对每种方法进行比较,确定本论文的分析方法。然后对淮安市的地表
漫画作为一种为人们喜闻乐见的艺术传播形式,在互联网时代不仅能够给大众带来心灵的愉悦,而且可以向大众传播正确的价值观,是一种独特的艺术传播形式.互联网大背景下,漫画的
大气颗粒物中的水溶性成分易溶于雨水,可影响或改变降水的化学组成,促进雾滴形成,影响大气能见度,且易被生物吸收产生生物效应。开展广州大气PM2.5和PM10中水溶性无机离子组成特
我国大气污染形势严峻,准确解析污染物的来源是解决空气污染问题的重要前提。化学质量平衡模型(CMB)是众多大气颗粒物源解析方法中的一种,因其物理意义明确,无需详细的源和气象
水资源危机正在全球范围内威胁人类的生活和阻碍经济社会的发展。水资源供给的有限性和需求的无限性使得各国解决水资源危机的目光逐渐从工程技术手段转向非工程技术手段,从扩
思维导图可使阅读抽取为有形的阅读思维,使无物的阅读变得具象化,平面转为多维.教师从课文预习、学习乃至复习环节都应将思维导图贯穿其中,以借此增强学生对知识点的把握和记
焊接是潜艇、航母和驱逐舰等船体结构最主要的一种连接工艺。焊接接头中不可避免地存在缺陷,通常认为焊接结构的疲劳寿命可以仅由断裂力学方法评估,裂纹萌生阶段所占比例极小可
日趋严重的环境污染和逐渐枯竭的不可再生资源已成为影响人类生存和发展的两大关键问题,找到经济有效的污染治理和资源回收办法迫在眉睫。半导体光催化技术,可利用太阳能将有机