白腐真菌讨论课ppt课件
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白腐真菌前言白腐真菌(white rot fungi)为丝状真菌,系木腐真菌(wood—degrading fungi)的一种,绝大多数为担子菌纲,少数为子囊菌纲,着生在木材上,因其能降解木材中的木质素、纤维素和半纤维素使木材呈现特征性的白色腐朽状而得名。
日前研究最多的有:黄孢原毛平革菌(Phanerochete chrysosporium)[1]、彩绒草盖菌(Coridusversicolor)、变色栓菌(Thametes versicolor)、射脉菌(Phlebia radiata)、风尾菇(Pleurotus pul—mononanus)等。
其中黄孢原毛平革菌是其典型种,也是研究木质素降解的模式菌。
白腐真菌是已知的唯一能在纯系培养中有效地将木质素降解为CO2和H2O 的一类微生物。
木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳一碳键连接而成的具有三维空间结构的高分子芳香族类聚合物。
组成单元的结构及其连接键复杂而稳定,使得木质素很难降解[2]。
木质素结构的异质性和不规则性,决定了对其生物降解的复杂性和特殊性。
白腐真菌经过长期进化,形成了相应的适应性特性:白腐真菌能分泌氧化酶到胞外,在催化氧化过程中形成自由基,进而攻击木质素结构,此过程不需要特异的电子供体,因此其作用具有非特异性[3]。
1983年Kirk和Gold两个研究小组发现能够利用白腐真菌的上述生物学特性降解染料[4,5]。
此后,白腐真菌受到许多研究者的高度关注,并在将白腐真菌应用于降解诸如染料、三硝基甲苯(TNT)等许多难降解有机物方面进行了有成效的探索[6],在木质素降解酶的生理生化过程以及基因调控方面获得了一些有意义的研究成果。
以下就酶系统基因结构,催化机制,应用及新发展几方面进行介绍。
木质素降解酶系统白腐真菌依赖一系列酶催化反应实现对难降解有机物的转化,这一过程殊为复杂,其中的关键酶系为木质素降解酶系。
木质素降解酶主要包括了3 种酶:木质素过氧化物酶( lignin peroxidase,LiP) 、锰过氧化物酶( mangnase peroxidase,MnP) 、漆酶( laccase,Lac) 这3 种木质素降解酶均能单独降解木质素,也能两两联合,或者3 种酶一起作用对木质素进行降解。
第一章、混凝混凝是通过投加某些电解质使水中的细小颗粒相互聚集形成絮状大颗粒的过程。
其主要目的是为了改变水中粘土和细菌等悬浮固体的存在性质和状态,以利于后续工序的去除过程。
简言之,混凝是指从加药开始,直至最终形成絮凝体(俗称“矾花”)的过程。
混凝阶段主要是去除水中的悬浮物体和胶体,此过程由凝聚和絮凝两个阶段构成,它决定了水中悬浮杂质颗粒聚结程度、颗粒成长的质量及其降解特性,是水处理工艺中至关重要的环节。
混凝一般认为包括凝聚和絮凝两个阶段,凝聚是颗粒脱稳及其聚结的前步,此时胶体颗粒间的斥力由于物理的或化学的某种效应而部分地去掉,其扩散层被压缩,ζ电位降低,从而使得胶体颗粒可能粘结在一起的现象或过程。
简言之,凝聚是指加药后胶体失去了聚集稳定性(简称“脱稳”)并通过胶粒本身的布朗运动进行碰撞聚集而形成尺寸较小的“微絮凝体的过程,形成D=10μm的聚体,特点是:剧烈搅拌瞬间完成;絮凝顾名思义,是水中投加大量或过量的混凝剂之后,脱稳颗粒直接或间接地相互聚结生成呈“絮状”的大颗粒而进行卷扫、沉淀分离的过程,该过程紧接着凝聚过程进行。
简言之,絮凝是指“微絮凝体”再通过机械或水力搅拌进一步聚集成D=0.6-1.2mm的大矾花,特点是:搅拌由强到弱,而且需要一定的时间。
在水处理工艺上与之相对应的两个阶段分别为快速混合和絮凝。
凝聚与絮凝这两个阶段仅是人们在研究混凝机理时,为了方便解释胶体颗粒脱稳沉降的现象、原因,便于定量定性描述、分析而提出的。
这两个名词在概念上可以划分得很清楚,但在实际的水处理操作运行中,在混凝时凝聚与絮凝这两个阶段的间隔是瞬间,几乎是同步发生的。
混凝的作用机理为:1、压缩双电层根据DLVO理论,加入电解质使胶体脱稳定。
电解质加入——与反离子同电荷离子增加——压缩双电层——ξ电位下降——稳定性下降——凝聚。
ξ电位=0=0,此时ξ电位的状态为等电状态,实际运行过程中不需要ξ电位=0,只要Emax称为临界电位,在这种状态下便可实现胶体的聚集。