安世杰[1]2004年在《白腐真菌处理染料废水及外源调控研究》文中研究说明在环境保护领域中，染料废水属于难降解的复杂有机化学物质，利用传统的生物方法对染料废水的处理非常有限。二十世纪八十年代以来，白腐真菌的特异性降解能力被广泛关注并用于农药废水、含油废水、军火业废水、造纸废水等难降解工业废水的处理研究中。本文以染料废水为处理对象，在菌种及其筛选、染料废水处理效果、营养源调控、降解机理等方面开展了实验研究，得出如下结论： 1．应用野外采集得到的12株白腐真菌子实体，通过平板培养、分离纯化获得10株白腐真菌。 2．10株白腐真菌的摇瓶培养特性及对染料废水的脱色效果有显着差异：菌丝体形态分为规则球状(菌丝球)、不规则菌块、絮状菌团。其中菌丝体为规则球状(菌丝球)的1~#、9~#、12~#对染料废水的脱色效果最好，而且其培养液十分澄清。说明染料废水的脱色效果与白腐真菌菌丝体及培养液的性状有密切关系，可作为菌种筛选的依据之一。 3．通过紫外诱变实验，获得了对染料废水具有更好脱色效果的诱变株：12~#诱1和9~#诱1。其中12~#诱1的脱色效果好于其他菌种，在后续的实(试)验研究中均应用12~#诱1作为菌种。另外，在摇瓶实验中利用等浓度的可溶性淀粉替代蔗糖同样能够获得很好的染料废水脱色效果。 4．在平板脱色实验中，营养源调控对白腐真菌的生长显示出重要影响：与羧甲基纤维素、木质素相比，白腐真菌更易于利用蔗糖和可溶性淀粉获得快速生长。另外，染料生产废水浓度为20％的各平板中白腐真菌的生长量很少，可能与染料废水的毒性抑制有关。 5．在白腐真菌生物膜反应器实验中，将碳源浓度从30g／L降低到10g／L、氮源浓度从560mg N/L(20mM尿素)降低到56mg N／L(2mM尿素)后，在72 h内同样获得了良好的染料废水脱色效果。本实验结论对降低反应器容积、运行电耗、外加营养源费用以及有利于出水的后处理有着较重要的参考价值。在碳源及氮源调控研究中，可以分析出如下规律： 1) 碳源及染料主要在24h内被白腐真菌分解、利用，出水色度、COD浓度 也随之快速下降，并生成一定量的VFA，进而引起PH值的降低。 2)VFA浓度、氨氮浓度、pH值之间存在一定的相关性。即:VFA浓度越高 (与投加的碳源量呈正相关)，氨氮浓度越低(与投加的氮源量呈正相关， 尤其是以尿素为氮源时)，则pH值就越低。反之亦反。大多数工况下，出 水氨氮浓度均呈上升趋势，可能的原因是:白腐真菌对染料的脱色降解过 程中导致染料的偶氮键断裂并释放出一定量的氨氮。另外，处理时间过度 延长后，生物膜中部分菌丝体发生自溶，也会使得氨氮浓度升高。 3)总氮浓度的下降几乎与COD浓度的下降同步完成:白腐真菌对外加碳源 和氮源及染料分解产物的同化利用可能是主要原因。 6.冰冻切片实验结果表明:①随着摇瓶培养时间的延长和高浓度染料废水的投加，菌丝球的微观结构从十分紧密逐渐变得松散，由较长的菌丝逐渐裂解为小片段。染料废水的生物毒性和菌丝自溶可能是导致这种结果的内部原因。②在摇瓶条件下，白腐真菌对染料废水的初始(24h内)脱色功能主要是通过菌丝球对染料的吸附作用完成的，但随后(24h~48h)快速变为以降解脱色作用为主，即:在特定的条件与时期白腐真菌通过木素酶的催化降解完成对吸附菌丝球内部的染料的脱色过程。
张晶[2]2005年在《外源调控下白腐真菌处理染料废水关键酶活的研究》文中进行了进一步梳理20世纪80年代以来,以黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)为代表的白腐真菌被用于农药废水、含油废水、军火业废水、造纸废水等难降解工业废水的处理研究中。木质素过氧化物酶(Lignin Peroxidase/LiP)、锰过氧化物酶(Manganese Peroxidase/MnP)和漆酶(Laccase/Lac)等是白腐真菌降解复杂有机物的关键酶的主要组成。环境条件和外源调控措施都可能对白腐真菌关键酶的合成及其活性表达产生重要影响,进而影响污染物的降解效率。 本文以黄孢原毛平革菌为菌种,以染料废水为处理对象,从外源调控入手,考察营养源的类型和浓度、诱导物的类型和浓度、染料的种类和浓度对MnP酶活及染料废水处理效果的影响,主要得出如下研究结论: 1.摇瓶纯培养中MnP合成条件优化研究。优化结果为:500mL摇瓶装液量250mL,接种量1.3×10~6个孢子/mL,培养温度37℃,转速120r/min,起始pH为4.5,在此条件下培养液中MnP酶活最高可达147.3U/L。 2.营养源调控对有填料曝气式反应器出水MnP酶活及活性黑KNB脱色降解效果影响研究,结果表明: 1) 当主要营养源条件为葡萄糖10g/L、酒石酸铵0.2g/L时,PC菌能够快速、高效地同化利用营养源,在此条件下获得的MnP酶活和活性黑KNB的脱色率也最高。 2) 活性黑KNB加入反应器后,PC菌产生应激反应开始合成、分泌MnP,但随着染料在细胞内的积累,MnP酶活逐渐下降。 3) 反应器中PC菌对活性黑KNB的脱色降解作用主要在72h内完成,其中前24h以菌体对染料的吸附脱色为主,48 h后PC菌对染料产生了明显的降解作用,并有新的中间有色产物生成。 3.诱导物调控对无填料曝气式反应器出水MnP酶活及活性黑KNB脱色降解效果影响研究,结果表明: 1) 苯甲醇对反应器出水中MnP酶活有显着影响.苯甲醇浓度为5mmol/L时,MnP酶活最高,可达138.4U/L。 2) Mn~(2+)对反应器出水中MnP酶活有显着影响。Mn~(2+)浓度为0.2mmol/L时,MnP酶活最高,可达151U/L。 3) 诱导物调控对PC菌同化利用营养源及染料脱色降解效果有显着影响。
陶芳[3]2010年在《白腐真菌组合工艺系统处理实际染料废水过程中微生物群落结构动态变化分析研究》文中提出染料废水具有COD高、色度高、毒性高、盐度高、B／C低的“四高一低”特点,染料能够在环境中长期稳定存在。随着纺织工业的迅速发展,印染行业已经成为我国自然水体最大的水资源消耗者和污染源之一,所以染料废水的有效处理是亟待攻克的难题。应用白腐真菌处理染料废水是近年来颇受关注的一种处理方法,其降解过程是通过白腐真菌所分泌的特殊降解酶系及一系列相关降解机制将多种人工合成的染料彻底降解为CO2和H2O。本论文依托国家高技术研究发展计划(863)项目——《污水的高效微生物处理技术》(2006AA06Z331)。本论文以上海染化八厂的染料生产废水为研究对象,设计并构建由白腐真菌-组合填料、白腐真菌-甘蔗渣、活性污泥叁个功能单元组合而成的多级生物接触氧化工艺系统,并利用分子生物学方法和扫描电镜分析方法研究反应器运行过程中微生物群落结构的动态变化及其与反应器调控和染料处理效果之间的相关性。研究表明：(1)限氮培养基的量对系统处理染料废水功能有一定影响。限氮培养基与染料废水的配比为1：2和1：4时,脱色率稳定在99.6%左右；1：6工况时,脱色率有所降低,稳定在98%左右。在1：25工况时,COD去除率在71%-88%之间。1：4工况时COD去除率较稳定,基本维持在85%以上。1：6工况时COD去除率有一个明显升高的过程,之后基本维持在70%以上。限氮培养基与染料废水配比为1：2工况时,白腐真菌-填料反应器中微生物多样性指数从刚开始的5.58降低到5.5,然后有所回升,回到5.6；在1：4工况时,反应柱内微生物优势菌种较多且群落结构比较稳定,多样性指数稳定在5.6左右；在1：6工况时,群落结构发生变化较大,多样性指数波动较前两个工况要大。限氮培养基的量对活性污泥接触氧化反应器中的群落结构和香侬多样性指数有一定影响。限氮培养基与染料废水配比为1：2和1：4时,工况中优势菌多且群落结构比较稳定,多样性指数波动不大,在5.89左右。而1：6工况中的优势菌比两个工况明显要少,且多样性指数比前两个工况较低,在5.85左右。(2)系统使用未稀释实际染料废水的处理效率比使用稀释一倍的染料废水高。系统脱色率波动性不大,基本稳定在99.5%左右。系统使用未稀释染料废水时,COD去除率到中后期基本维持在88%左右；系统使用稀释一倍的染料废水时,COD去除率出现较大的波动性,其中最高值为85%,最低值为68%。染料废水初始浓度对白腐真菌-组合填料反应器中的群落结构和香侬多样性指数有一定影响。当系统使用未稀释染料废水时,反应柱内微生物群落多样性指数波动不大,基本稳定在5.6左右,说明运行的白腐真菌-组合填料反应柱运行过程中微生物群落结构基本稳定；当系统使用稀释一倍的染料废水时,多样性指数波动较前工况要大,且总体多样性指数较小。染料废水初始浓度对活性污泥接触氧化反应器中的群落结构和香侬多样性指数有一定影响。当系统使用未稀释染料废水时,反应器中优势菌多且群落结构比较稳定,多样性指数波动不大,在5.90左右。而使用稀释一倍的染料废水时,反应器中的优势菌比两个工况明显要少,多样性指数波动不大但数值比上个工况小,在5.80左右。(3)通过扫描电镜分析可发现,限氮培养基与染料废水的配比为1：2和1：4工况生物膜生长情况明显比1：6工况时好,系统运行各个时期填料纤维上覆盖的生物膜面积比1：6工况要多且紧致。这个结果证实了前面的DGGE图谱分析结果,同时也与测得的理化指标相一致。当系统使用未稀释染料废水时2个反应器中的生物膜很明显比系统使用稀释一倍的染料废水时厚实,覆盖在填料纤维上的面积更大,且生物膜更紧实,长势更好。这个结果证实了前面的DGGE图谱分析结果,同时也与测得的理化指标相一致。
王忠华[4]2006年在《白腐真菌生物反应器降解染料的效果及机理分析研究》文中进行了进一步梳理自20世纪90年代以来，白腐真菌对持久性有机污染物的高效降解特性引起了环保界的浓厚兴趣和广泛关注。国内外已有许多实验研究报导证实白腐真菌对染料生产废水具有良好的脱色、降解效果。 膜生物反应器(MBR)是一项膜分离技术与生物反应器相结合的新型污水处理技术，具有出水水质好、设备占地面积小、活性污泥浓度高、剩余污泥产率低和便于自动控制等优点，在污水回用和难降解有机废水处理领域有很好的应用前景。 本论文以常规的理化(水质)和生化(关键酶)分析手段，结合现代仪器分析技术为研究手段，通过前期纯培养研究基础上，对染料降解过程中主要中间产物的物质结构分析，结合关键酶活性的变化，探讨了膜-白腐真菌生物反应器降解染料的效果及初步产物分析。通过近2年的试验研究，得到的主要结论如下： (1) 黄孢原毛平革菌对各种类型的染料降解难易程度各不相同。一般来说，结构简单的染料比结构复杂的易降解。染料分子结构中如果含有一些易降解的取代基则降解速度也较快。纯培养条件下黄孢原毛平革菌对偶氮苯、对羟基偶氮苯、橙黄Ⅱ和活性艳红X-3B四种染料均有很好的脱色降解效果，其中橙黄Ⅱ和活性艳红X-3B脱色率72h时可高达90％以上，另外两种也可达80％。 (2) 黄孢原毛平革菌对偶氮苯染料具有很好的脱色降解效果；氮源调控取得了良好的实验结果，在无外加碳源及限氮(0.2g／L酒石酸铵)和无氮条件下PC菌对偶氮苯染料废水均具有很好的降解效果。 (3) 在有、无培养基情况下黄孢原毛平革菌对橙黄Ⅱ和活性艳红X-3B染料均具有很好的脱色降解效果；出水COD值变化趋势与TOC值相似，都随着时间的延长而逐渐被菌体消耗降低。 (4) 在含有培养基情况下，MnP酶活与染料降解变化规律有很好的对应关系，MnP酶活高时染料的脱色率也高，表明白腐真菌关键酶在染料的催化降解中起到了核心作用。 (5) 在偶氮苯和橙黄Ⅱ的降解液中检测到了苯胺，因此推断偶氮苯和橙黄Ⅱ染料经PC菌降解的最初阶段是偶氮键的断裂，氧化生成了新物质苯胺，苯胺
马丽华[5]2006年在《白腐真菌生物反应器处理染料过程中微生物分子生态学初步研究》文中认为染料废水具有色度高、COD高、盐度高、毒性高、B／C低的“四高一低”基本特点，染料在环境中能够长期稳定存在。目前，世界每年生产的染料近100，000种，产量约700，000吨。中国是染料生产大国，每年生产的染料达150，000吨，所以染料废水的有效处理是急需攻克的难题。白腐真菌处理染料废水技术是近几年来新兴的有效处理方法，它能通过白腐真菌所分泌的特殊的降解酶系及其它机制将各种人工合成的染料彻底降解为CO_2和H_2O。 本论文延续本课题其他人已做工作，继续深入研究，探索开放式白腐真菌生物反应器处理染料废水稳定运行模式，并利用分子生物学方法研究反应器运行过程中微生物群落结构的动态变化及其与反应器调控和染料处理效果之间的相关性。本论文主要研究内容包括： (1) 完善提取DNA方法研究。 (2) 通过PCR-DGGE方法的应用研究染料降解过程中生物反应器微生物的多样性，并测序确定优势种。 (3) 不同时期生物膜样品的同工酶谱带研究。 (4) 白腐真菌生物膜构造扫描电镜分析研究。 通过实验研究分析，得出如下结论： (1) 蜗牛酶法提取真菌DNA十分高效。 (2) Phanerochaete chrysosporium始终是生物反应器微生物群落中的优势菌，是降解活性艳红X-3B的主要功能菌。 (3) 染料虽然对Phanerochaete chrysosporium基因ITS Ⅱ区结构本身没有明显改变，对Phanerochaete chrysosporium木质素过氧化物酶基因的表达产生了影响。 (4) 染料废水长期连续处理对生物膜具有毒性影响，挂膜时间超过9周膜孔有染料或培养基等物质沉积堵塞，降低系统废水处理效率。
梁红[6]2008年在《黄孢原毛平革菌培养条件的优化及对染料的降解研究》文中研究表明在环境保护领域中,染料废水属于难降解有机废水,利用传统的废水处理方法对染料废水的处理非常有限。二十世纪八十年代,自白腐真菌的特异性降解能力被广泛关注并用于农药废水、含油废水、军火业废水、造纸废水等难降解工业废水的处理研究中以来,白腐真菌处理染料废水技术的研究工作得到了迅速发展,但由于白腐真菌培养条件的复杂性,该技术始终还未运用到实际的染料废水处理项目。为进一步提高白腐真菌处理染料废水技术的可操作性和稳定性,本文以黄孢原毛平革菌为研究对象,对黄孢原毛平革菌的部分培养条件进行了优化,以筛选出最适合白腐真菌生长、产MnP酶量最高、对染料脱色效果最优的优化培养方案,并对优化方案的优化机理进行了探索性研究,最后,通过对模拟染料废水的脱色降解研究验证了优化方案的有效性。主要结果如下:(1)通过对磷浓度、载体条件分别进行单因素对比试验,对菌体生长、pH、MnP等指标进行综合评价分析,得出培养条件优化方案为:磷浓度最优水平为2.00 g/L,最优载体为聚氨酯泡沫。(2)过低或过高的磷浓度均不利于白腐真菌产MnP,在最优磷浓度2.00 g/L时体系获得的MnP最高,达到324.9U/L:分别是0.00 g/L,0.01 g/L,0.05 g/L,0.50 g/L,4.00 g/L各体系最高酶活的324倍,97倍,2倍,1.5倍,29倍。在一定范围内,磷浓度越高,生物量越大,但当磷浓度达到一定量时,生物量随磷浓度增大的幅度呈减小趋势。(3)最优载体聚氨酯泡沫体系的产MnP酶量最高(915.62U/L),分别是纤维网、钢网和尼龙网的15倍、25倍和2倍,同时也是悬浮培养的4倍;且其酶活高峰期比悬浮培养体系和其他载体体系提前了2～5d,明显缩短了白腐真菌的培养周期。(4)最优载体聚氨酯泡沫的蜂窝状物理结构能为白腐真菌的菌丝提供更大的比表面积和伸展空间,从而提高了体系内营养物质和氧气的传质效率,同时,还为白腐真菌的生长和繁殖提供了一个稳固的立体空间构架形态,增加了体系的抗逆性,从而为白腐真菌的生长和繁殖提供了重要的空间保障。(5)在对染料活性艳红K-2BP的降解过程中,优化方案获得了95%以上的脱色率,明显高于悬浮培养方案,且脱色时间比悬浮培养方案提前了3d。(6)优化方案可以提高体系对碳氮营养成分的利用效率,其碳氮消耗速率明显快于悬浮培养方案;其H_2O_2产量也明显高于悬浮培养方案,在染料降解的突跃阶段,体系中的H_2O_2产量出现明显下降;另外,优化方案的生物量受染料影响的程度要小于悬浮培养方案,其对染料的抗性明显强于悬浮培养方案。
范芳芳[7]2013年在《白腐真菌漆酶基因表达调控及其功能研究》文中指出白腐真菌依赖于一系列的木质素降解酶系,能够高效地对各种天然木质纤维素及人工合成化学物质进行非专一性的降解。其中一种含铜的多酚氧化酶：漆酶(Laccase)是白腐真菌降解木质素的重要酶类,具有广泛的底物作用范围及重要的生物降解功能,在木质素降解与生物质能源底物的获取、难降解环境污染物等异生物质的降解、染料脱色、造纸工业中的纸浆去木质化、食品加工等领域都具有巨大的应用价值和潜能。因此,漆酶基因资源的获取、生理功能及其表达调控的研究对于丰富白腐真菌分子生物学理论及完善相关生物技术手段极其重要。基于此,本论文紧密围绕白腐真菌重要的木质素降解酶漆酶开展了一系列的分子生物学研究,主要研究结果如下：利用简并引物PCR和TAIL-PCR等基因组步行技术以及RT-PCR技术,从一株漆酶活性高、能够降解不同结构染料的白腐真菌菌株Trametes sp.48424中克隆获得一个漆酶基因lac48424-1及其全长cDNA序列。利用SEFA-PCR等基因组步移技术克隆得到lac48424-1漆酶基因启动子上游调控序列,预测有多个可能参与转录调控的顺式作用DNA调控元件。成功实现了lac48424-1漆酶基因在毕赤酵母中的异源表达,验证了lac48424-1漆酶基因能够编码有活性的漆酶蛋白。从成功表达lac48424-1漆酶基因的毕赤酵母转化子中纯化得到酵母重组漆酶蛋白rLAC48424-1,对其酶学性质以及降解不同结构染料和模拟染料废水的功能进行了研究。结果表明重组漆酶rLac48424-1具有优良的酶学性质。相比于某些已报道的其它漆酶,rLac48424-1具有更好的热稳定性和pH稳定性,重组漆酶rLac48424-1在50℃放置1小时后,相对酶活仍有88.0%,rLac48424-1在pH=5条件下保存7天,相对酶活仍有87.6%。重组漆酶rLac48424-1对多种有机溶剂如乙腈、丙酮、甲醇、乙醇等具有较强的耐受性。rLac48424-1对不同结构的染料和模拟染料废水具有更强的脱色降解能力。小分子介体丁香醛可以有效提高rLac48424-1对某些难降解染料的降解能力。深入研究了在毕赤酵母中异源表达的漆酶基因参与毕赤酵母抵抗氧化胁迫的生物学功能及其机制,发现来源于白腐真菌的漆酶基因在毕赤酵母中的表达可以显着增强酵母细胞抵抗过氧化氢介导的氧化胁迫的能力。进一步研究表明：外源过氧化氢诱发的氧化胁迫能够诱导增强白腐真菌漆酶基因在毕赤酵母中的表达,而漆酶基因的表达能够诱导激活酵母谷胱甘肽抗氧化系统相关基因的转录,从而通过有效提升酵母细胞谷胱甘肽抗氧化系统的水平(包括胞内谷胱甘肽含量、谷胱甘肽过氧化物酶活性、谷氨酰半胱氨酸合成酶活性和谷胱甘肽还原酶活性等)来增强酵母细胞抵抗氧化胁迫的能力。根据漆酶基因lac48424-1启动子调控区域存在的不同顺式作用元件(如：金属离子响应元件MRE、异生物质响应元件XRE等)的预测结果,设计了一系列的诱导物,研究了这些不同诱导物和环境因素对Trametes sp.48424漆酶基因lac48424-1转录的调控作用。结果表明不同金属离子、多种芳香化合物、不同木素等对漆酶基因lac48424-1的转录具有较强的诱导增强作用,不同因素对漆酶基因转录的诱导调控可能与不同顺式作用调控元件有关。综上所述,本论文不仅成功实现了白腐真菌漆酶基因的异源表达及活性蛋白功能验证,而且发现了漆酶基因的表达能够通过有效提升酵母细胞谷胱甘肽抗氧化系统水平来增强抗氧化胁迫的能力。对白腐真菌漆酶基因上游调控元件的预测及多种因子可调控lac48424-1漆酶基因转录的研究结果,为进一步深入研究白腐真菌漆酶调控机制奠定了良好的基础。
丁洁[8]2012年在《白腐真菌对多环芳烃的生物吸附与生物降解及其修复作用》文中研究表明环境中持久性有机物(POPs)污染日趋严重,由于其毒性、持久性和长距离迁移性,POPs的迁移转化、归趋行为、生物有效性、污染控制引起了国内外的极大关注。微生物在环境中分布广泛,是不可忽视的介质,对有机污染物可起双重作用,即生物吸附和生物降解,进而影响污染物的迁移转化、归趋行为及修复方法。然而,将微生物作为有机污染物吸附介质的研究刚刚起步,主要关注水溶液中微生物死体及其衍生物对染料、酚类等常见有机污染物的生物吸附作用,而微生物活体对POPs的生物吸附及其与生物降解之间的关系尚未得到清晰认识,难以准确评价污水处理中POPs的归趋行为；同时,微生物活体参与下土壤复杂介质体系中POPs的生物吸附和生物降解过程的研究几乎为空白,难以准确认识POPs的环境行为及其生物有效性；有关生物吸附和生物降解的调控和强化手段的研究亟待加强,以期为POPs污染土壤的生物修复提供理论指导。为此,本文在评述有机污染物生物吸附和生物降解及其生物修复作用的研究进展的基础上,以多环芳烃(PAHs)为环境中典型的POPs,以白腐真菌为微生物代表,研究了水溶液体系中PAHs的生物吸附-脱附行为、作用机制及影响因素；以黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium, Pc)为典型的白腐真菌,研究了水溶液体系中白腐真菌对PAHs的生物吸附、生物降解作用及其调控方法,探讨了连续运行过程中生物吸附和生物降解对溶液中PAHs的去除作用；以黄孢原毛平革菌菌球模拟可分离的生物相,研究了灭菌/不灭菌的泥浆体系中白腐真菌对新输入PAHs的生物吸附和生物降解,探讨了黄孢原毛平革菌与土着菌对PAHs污染土壤的协同修复；最后,以东北污灌区PAHs污染土壤为代表,研究了老化的污染土壤中PAHs的生物吸附和生物降解。论文的主要结论及创新点如下：(1)搞清了白腐真菌死体对PAHs生物吸附的作用机理、构-效关系及影响因素。PAHs在白腐真菌体上的生物吸附机理为分配作用,其主要介质为菌体上的脂类和聚酯类物质,其有机碳标化的分配系数Koc值与白腐真菌体组分的极性指数(O+N)／C呈线性负相关。PAHs在白腐真菌体和土壤上的Koc相当,但在白腐真菌体上的生物吸附-脱附是可逆过程,而在土壤上则存在明显的脱附滞后性。共存Cu2+能促进白腐真菌体对菲的生物吸附作用,其机制为Cu2+通过配合作用吸附到白腐真菌体上中和了微生物表面的负电荷,提高其疏水性分配作用；同时,还与Cu2+与菲之间形成的阳离子-π键等特殊作用有关,其大小与白腐真菌体的极性指数(O+N)/C呈负相关。(2)阐明了黄孢原毛平革菌对水溶液中PAHs的生物吸附、生物降解及其调控。生物吸附是真菌死体去除溶液中菲、芘的唯一途径,无法连续有效去除多次输入的PAHS。而活体菌球则同时起生物吸附“储藏室”和生物降解“反应器”的作用,40 d时,60.62%的菲和49.21%的芘通过生物降解去除；生物降解作用降低了菌体上累积的PAHs,使连续运行中活体菌球的去除率远高于死体。碳、氮营养元素是生物吸附和生物降解过程的重要调控因子,其中富碳促进生物吸附,限氮触发生物降解；经富碳、限氮强化后,活体菌球在连续运行中对菲的降解去除率保持大于90%。Cu2+能同时提高Pc对菲的生物吸附和生物降解作用,但在连续运行过程中,菌体上吸附的Cu2+会逐渐积累而产生毒性,而抑制生物降解。(3)率先用外源的Pc菌球来模拟可分离的生物相,建立了用于研究土壤中生物吸附和生物降解的新型的泥浆体系,定量描述了PAHs在水-真菌-土壤上的浓度分布及其动力学行为,阐明了土壤(含土着微生物)和外源微生物对PAHs的生物吸附、生物降解,特别是土着微生物-外源微生物对PAHs降解的耦合作用。新输入的PAHs主要吸附于土壤颗粒,而真菌体则是其另一吸附相,真菌生物吸附态PAHs的生物有效性高于土壤吸附的PAHs;活体Pc可以“萃取”老化土壤中的PAHs而促进其生物降解,“萃取”效率与PAHs的Kow值呈负相关。脱附-降解动力学耦合模型拟合结果表明,外源接种的Pc和土着微生物对吸附态PAHs的直接降解是泥浆体系中PAHs去除的重要途径,同时Pc和土着菌对PAHs产生协同降解作用,如90 d内,新输入的94.9%的菲和90.6%的芘通过协同降解作用去除；通过外源真菌-土着菌的协同降解作用和非离子表面活性剂Tween 80的增溶作用可强化老化土壤中PAHs的生物去除。
安世杰, 黄民生, 徐亚同[9]2003年在《白腐真菌与染料废水的脱色降解》文中认为较详细地介绍了白腐真菌生物技术在染料废水处理中的研究与应用情况,在分析白腐真菌处理染料废水存在问题的基础上提出了可能的解决对策。
许飘[10]2016年在《白腐真菌对重金属的吸附富集特性及其重金属耐受性和抗性机制研究》文中指出社会的发展导致越来越多的污染物质排放到环境中,其中重金属排放与污染问题尤其严重。重金属是重要的环境污染物质,不能被生物降解,可在各环境介质间循环运动,形成对环境的永久性污染,严重危害生态环境。生物吸附技术,尤其是以微生物作为重金属的生物吸附剂以缓解重金属毒性或从废水中回收有用的重金属得到了越来越多的关注。但是,在重金属处理过程中,微生物细胞长期暴露于各种浓度的重金属环境中,不可避免地对菌体细胞的生长生理生化等诸方面产生影响,某些微生物仍能在重金属胁迫环境中存活或生长,表现出对金属的抗性,有些微生物还通过生物转化作用或生理代谢活动使金属由高毒状态变为低毒状态。因此,研究重金属处理过程中微生物细胞与重金属的相互作用,不仅对探索微生物细胞抵御重金属离子损伤效应的微观机理、调控应用过程中微生物的生物效应具有非常重要的意义,而且可为提高处理效率以及微生物对各种环境介质中重金属的处理能力、经济有效地将微生物应用于重金属污染废水或底泥等水环境的生物修复提供理论借鉴。白腐真菌由于其降解高效性、适用性强的特点,在重金属及有机物处理领域得到了广泛关注。因此,本研究选用白腐真菌的模式菌种黄孢原毛平革菌为研究对象,选择对黄孢原毛平革菌毒性较大的重金属Cd为胁迫介质,探讨Cd处理过程中黄孢原毛平革菌的生物量、形态、代谢活性及生化过程等方面的影响,并考察黄孢原毛平革菌为响应重金属毒性而产生的一系列抗性行为机制,全面系统地研究Cd胁迫过程中的细胞损伤效应以及黄孢原毛平革菌对重金属离子的耐受性和抗性系统的组成与响应机制。本文的具体研究工作及成果包括以下4个部分内容:第1部分为黄孢原毛平革菌对重金属的吸附富集特性及其固定化技术在废水处理中的应用研究。研究了黄孢原毛平革菌成熟菌体对Pb和Cd的吸附情况,发现白腐真菌能有效吸附和富集重金属,但是吸附效率有限。利用磁性纳米和海藻酸钙共固定化黄孢原毛平革菌实验发现,固定化技术增加了菌丝的机械强度和稳定性,强化了吸附剂的处理效率。黄孢原毛平革菌在重金属废水处理领域的可应用性研究是后续交互作用研究的重要基础。第2部分为Cd胁迫过程中黄孢原毛平革菌的生理毒性效应及氧化损伤效应研究。重金属废水处理过程中,由于白腐真菌长期暴露于重金属离子中,受到刺激的白腐真菌会产生应激反应,但应激反应的持续或过度进行均会对细胞造成损伤,进而影响处理效率。因此对废水处理过程中白腐真菌毒性效应的分析与评价是本研究的一个关键问题。实验建立了不同浓度Cd存在下(0、20、50、100 mg/L)黄孢原毛平革菌的生长体系,测定了黄孢原毛平革菌的生物量和细胞外木质素过氧化物酶(lip和mnp)活性,重点研究cd胁迫过程中菌体内h2o2水平和脂膜过氧化产物丙二醛mda的变化情况,在此基础上得到了重金属富集含量与氧化损伤之间的剂量-效应曲线。结果表明cd在菌体内的富集是导致其毒性的直接原因,cd富集可影响菌体的生长代谢过程,并诱导生物体内产生活性氧,破坏活性氧生成与清除机制的动态平衡,造成氧化损伤。实验结果阐明了重金属胁迫条件下黄孢原毛平革菌的细胞损伤类型与损伤程度,可以为全面评价重金属污染对微生物的毒性提供理论依据,对进一步更好的确定重金属毒性指标具有重要的理论价值与现实意义。第3部分着重研究了黄孢原毛平革菌对重金属胁迫的耐受性和抗性机制。(1)研究黄孢原毛平革菌胞外草酸在cd胁迫中的作用过程,探讨黄孢原毛平革菌细胞外络合机制在重金属胁迫过程中的响应机制。发现cd胁迫条件会诱导黄孢原毛平革菌细胞外草酸的合成与分泌,同时分析发现草酸浓度与黄孢原毛平革菌生长抑制率呈负相关。外源草酸添加可以促进菌体对cd的吸附,同时实验证实胞外草酸的络合作用是黄孢原毛平革菌对cd耐受和解毒的原因之一,草酸可与金属形成不溶性的草酸盐沉淀,降低重金属的活度和移动性,达到体外解毒的目的。(2)系统研究了黄孢原毛平革菌细胞内抗氧化系统的组成及其在重金属胁迫过程中的响应机制,重点考察了黄孢原毛平革菌细胞内抗氧化酶的细胞应激保护作用以及抗氧化分子的调控作用机理。发现在cd处理过程中,cd富集导致的活性氧水平上升可以显着诱导菌体内抗氧化酶和小分子抗氧化物质的合成与分泌,cd胁迫下叁种抗氧化酶(超氧化歧化酶sod、过氧化氢酶cat、谷胱甘肽过氧化物酶gsh-px)活性增加以清除细胞内富集的活性氧;同时活性氧分子可作为伤害信号诱导细胞内小分子抗氧化物质的合成,小分子抗氧化物质(谷胱甘肽gsh、多酚类phenolic、抗坏血酸asc)含量表现出先升高后降低的趋势,抗氧化分子不断消耗以清除细胞内过量的活性氧,维持细胞的氧化还原状态。(3)研究谷胱甘肽gsh作为重金属络合物在重金属解毒过程中的作用机制。pb富集条件下,谷胱甘肽浓度变化很小(0.72-0.84μmol),但是cd胁迫使得谷胱甘肽的浓度变化在0.37μmol范围内。通过分析hno3提取过程中释放的gsh与菌体富集的pb和cd的浓度相关性发现,gsh释放量与cd的富集呈正比,而与pb富集无明显的相关性。此外,pb/gsh的摩尔比在0.10至0.18范围内,cd/gsh的摩尔比在1.53-3.32范围内,说明黄孢原毛平革菌体系中gsh对cd有更强的螯合能力,可将有毒金属离子封闭或转变成为低毒的形式,在cd胁迫条件下,gsh迅速消耗,gsh可作为螯合剂参与到cd的解毒机制中。因此,研究谷胱甘肽的代谢及其在缓解重金属毒性方面的作用可以为提高微生物应用于重金属处理提供重要信息。第4部分是在前3部分的研究基础上着重开展黄孢原毛平革菌堆肥化处理重金属-有机物复合污染底泥的应用研究。堆肥技术是一项经济有效的有机固体废物处理与资源化利用技术,实验发现接种黄孢原毛平革菌可以加速堆肥过程中cd的形态转化和壬基酚的降解,堆肥30天后可实现壬基酚的完全降解,Cd由可交换态向残渣态转化过程明显,说明接种黄孢原毛平革菌可强化堆肥处理技术对重金属和有机物的处理处置。本论文系统研究了重金属处理过程中重金属与黄孢原毛平革菌的交互作用,不仅对探索黄孢原毛平革菌抵御重金属离子损伤效应的微观机理、调控处理过程中微生物的生物效应具有非常重要的意义,而且为提高其处理效率以及微生物对环境中重金属的处理能力、经济有效地将黄孢原毛平革菌或其他耐重金属功能微生物应用于重金属污染水体和底泥的生物修复提供理论借鉴。
参考文献：
[1]. 白腐真菌处理染料废水及外源调控研究[D]. 安世杰. 华东师范大学. 2004
[2]. 外源调控下白腐真菌处理染料废水关键酶活的研究[D]. 张晶. 华东师范大学. 2005
[3]. 白腐真菌组合工艺系统处理实际染料废水过程中微生物群落结构动态变化分析研究[D]. 陶芳. 华东师范大学. 2010
[4]. 白腐真菌生物反应器降解染料的效果及机理分析研究[D]. 王忠华. 华东师范大学. 2006
[5]. 白腐真菌生物反应器处理染料过程中微生物分子生态学初步研究[D]. 马丽华. 华东师范大学. 2006
[6]. 黄孢原毛平革菌培养条件的优化及对染料的降解研究[D]. 梁红. 东北林业大学. 2008
[7]. 白腐真菌漆酶基因表达调控及其功能研究[D]. 范芳芳. 华中科技大学. 2013
[8]. 白腐真菌对多环芳烃的生物吸附与生物降解及其修复作用[D]. 丁洁. 浙江大学. 2012
[9]. 白腐真菌与染料废水的脱色降解[J]. 安世杰, 黄民生, 徐亚同. 净水技术. 2003
[10]. 白腐真菌对重金属的吸附富集特性及其重金属耐受性和抗性机制研究[D]. 许飘. 湖南大学. 2016
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