堆肥介质中高效降解细菌的吸附传输性能研究

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微生物是堆肥化过程的关键,微生物的降解能力直接关系到堆肥的效率。在实际堆肥过程中,往往堆肥物料中的土著微生物不能很有效的完成各种有机物的降解,因此,研究者们通过添加高效降解菌、复合菌剂来提高堆肥效率。但实际中往往存在这样一个问题:添加菌种能否顺利传输到达有机污染物所在的位置对其进行原位降解。堆肥系统是一个复杂的系统,添加菌种很容易被浅层堆肥介质吸附而不能传输到介质的深层,阻碍了深层中有机物的生物降解。因此,微生物在堆肥介质中的吸附、传输和分散对整个堆肥过程尤为重要。研究微生物吸附传输的影响因素,寻求促进微生物向堆肥介质深层传输的有效方法是很有意义的。依据以上背景,本文考察了生物表面活性剂鼠李糖脂对高效降解菌铜绿假单胞菌在堆肥介质中吸附传输的影响,并探讨了堆肥介质中腐殖质的含量与两种高效降解菌吸附传输性能的关系,同时结合实验结果对其作用机理进行了简要的分析。鼠李糖脂凭借其特殊的分子结构已经广泛的应用于土壤修复中,很多研究证明鼠李糖脂能够通过改变固体介质颗粒和微生物表面的性质而影响微生物在多孔介质中的传输分散。本文以铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)AB93066及其发酵生产的鼠李糖脂为研究对象,通过柱淋洗实验考察了不同浓度鼠李糖脂对堆肥颗粒中单一菌属铜绿假单胞菌吸附传输情况的影响。实验结果显示,一定浓度的鼠李糖脂能够促进铜绿假单胞菌在堆肥颗粒介质中的传输,能够使菌体传输到堆肥颗粒介质的更深层,这样的结果有利于堆肥深层中有机物的生物降解,对整个堆肥过程是非常有意义的。分析原因可能是:吸附在细菌表面的鼠李糖脂改变了细菌表面的疏水性;吸附在细菌和颗粒表面的鼠李糖脂改变了表面的电性和电荷度,使两表面间的静电斥力占优势;吸附在颗粒和细菌表面的鼠李糖脂产生位阻效应,隔离了两表面的近距离接触。腐殖质是拥有类似于表面活性剂的两亲性结构的大分子有机物。不同堆肥阶段的堆肥物料中的腐殖质含量处于不断变化之中,腐殖质含量是堆肥过程中一个很重要的变量因素,研究堆肥介质中腐殖质含量对细菌在介质中的吸附传输性能的影响是颇有意义的。本文以铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌为对象,通过序批实验和柱淋洗实验考察了堆肥介质中的腐殖质含量对细菌的吸附、传输性能的影响。实验结果表明,堆肥介质中腐殖质的存在能够减弱两种高效细菌的吸附性能,促进其在堆肥介质中的传输分散,且腐殖质含量越高,效果越好。可见,随着堆肥化进程的进行,高效降解菌能够更有效的穿透堆肥层。由于与表面活性剂的结构
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