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白腐菌对环境有机污染物特别是芳香族污染物有很强的降解作用,这种降解是一种共代谢过程。在降解过程中,白腐菌需要在一种易利用的基质上生长,在次生生长阶段分泌产生降解酶,降解有机污染物。
天然木质纤维是白腐菌的常用生长基质,白腐菌是自然界中唯一具有独立降解木质纤维所有成份纤维素、半纤维素和木质素的能力。但是,由于原生木质纤维的C/N比值很高,远远高于100,不完全适合白腐菌的生长;在与其它微生物的竞争中,白腐菌生长过程中从环境中获得氨态氮或硝态氮的能力较弱。因此,在一个开放的生长环境中,往往由于氮营养的限制,抑制了白腐菌的总生长量的提高,使得白腐菌对典型污染物虽有一定的降解能力,但总降解量也比较小。因此,对天然木质纤维进行化学转化,向纤维分子中适当引入一些氨基,合成C/N比值适宜的生长基质,将这种经过化学转化后的这种生长基质以及其和天然木质纤维按一定比例混合后,有可能更好地满足白腐菌满足生长基质降解过程中获取充足氮营养的要求。
本文研究了以麦草为样品的木质纤维氨化反应以及白腐菌对氨化木质纤维的分解与对降解典型芳香族污染物的影响,以进一步了解白腐菌对木质纤维的降解和对环境有机污染物降解的潜能,达到促进白腐菌对木质纤维的降解和提高环境中有机污染物降解率的目的。
麦草木质纤维经氨化后,结构出现了明显的变化,在氨化反应过程中发生了木质素的侧链氧化、环开裂等反应,氮主要结合在木质素的芳香族苯环上,木质纤维的氮含量提高了,在170℃条件下,氮结合量提高到2.33%,氮主要是结合在麦草木质纤维的木质素成分上。
将氨化后的麦草与未氨化的麦草以一定比例混合,形成一种新的生长基质,与未加入氨化麦草的生长基质相比,生长基质的失重率、木质素的降解率都有明显的变化;当在氨化麦草比例低于20%时,随着氨化麦草的增加,白腐菌生长过程中导致的生长基质失重率和木质素降解率的有明显增加;氨化麦草比例高于20%,生长基质失重率和木质素降解率增加不明显。
典型芳香族污染物五氯酚的降解实验结果表明,在生长基质中加入氨化麦草时,白腐菌对五氯酚的降解率有所提高;在氨化麦草比例低于20%时,随着氨化麦草含量的增加,五氯酚的降解率增加;氨化麦草比例高于20%时,五氯酚的降解率又会逐渐下降。加入污染物与未加入污染物的生长基质相比,在白腐菌生长过程中,生长基质失重率和木质素降解率都没有明显的变化。