蘆葦酶解對氫氣-甲烷聯(lián)產(chǎn)過程微生物群落演替規(guī)律的影響

【摘要】：采用10 mg/g纖維素酶R-10預處理蘆葦秸稈,研究了酶解預處理對蘆葦厭氧產(chǎn)氣潛力的影響,分析了氫氣-甲烷聯(lián)產(chǎn)過程中微生物群落結(jié)構(gòu)演替規(guī)律.結(jié)果表明:酶解預處理后,蘆葦秸稈在產(chǎn)氫階段的累積產(chǎn)氣量和φ(H_2)分別達到42.5 m L/g和52.1%;在產(chǎn)甲烷階段,累積產(chǎn)氣量穩(wěn)定上升,最高值可達137.5 m L/g,是對照組產(chǎn)氣量的5倍.由掃描電鏡(SEM)觀察可知,產(chǎn)氫階段以短桿狀和梭狀菌為主,產(chǎn)甲烷階段以長桿菌為主.PCR-DGGE(聚合酶鏈式反應(yīng)-變性梯度凝膠電泳)分析表明,蘆葦在酶解預處理后,其厭氧聯(lián)產(chǎn)過程中微生物群落呈規(guī)律性演替,產(chǎn)氫階段的優(yōu)勢微生物分別為具有降解纖維素產(chǎn)氫氣功能的嗜熱纖維素菌Clostridium thermocellum(條帶B20)、具有高效產(chǎn)氫潛力的兼性厭氧產(chǎn)氣腸桿菌Enterobacter aerogenes(條帶B28);在產(chǎn)甲烷階段,其優(yōu)勢微生物為可利用氫營養(yǎng)途徑合成甲烷的產(chǎn)甲烷古菌Methanoculleus bourgensis(條帶A3)、Methanoculleus horonobensis(條帶A13).經(jīng)纖維素酶預處理后,蘆葦秸稈厭氧聯(lián)產(chǎn)的累積產(chǎn)氣量、φ(H_2)提高顯著,具有纖維素降解功能的細菌和可利用氫營養(yǎng)途徑合成甲烷的古菌為主要優(yōu)勢微生物. 【作者單位】： 北京工商大學環(huán)境科學與工程系;中國環(huán)境科學研究院環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 纖維素酶預處理 蘆葦 氫氣-甲烷聯(lián)產(chǎn) 微生物 群落演替
【基金】：國家自然科學基金項目(21406213,51408572)
【分類號】：X172
【正文快照】： 2.中國環(huán)境科學研究院,環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室,北京100012蘆葦是我國濕地、草型湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,其生長過程能吸收降解水中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),但蘆葦生長末期除部分用作飼料、燃料外,大部分殘體在水中腐解,對水環(huán)境系統(tǒng)造成了嚴重的二次污染[1-2].蘆葦秸

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