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生活垃圾生物处理的研究与展望(三)
http://www.21tx.com 2008年08月28日
 3.木质真菌消化降解垃圾
  由于木质素由芳香烃的衍生物以c-c键、-o-键纵横交联在一起,其侧链又与半纤维素以价键结合形成一个十分致密的网络结构,将纤维素紧紧包裹在里面,以屏蔽效应阻碍了纤维素酶吸附纤维素分子,因而是目前公认的微生物难降解的芳香族化合物之一。
  据研究报道,木质素的完全降解是真菌、细菌及相应微生物群落共同作用的结果,其中真菌在降解木质素过程中起着主要作用。降解木质素的真菌根据腐朽类型分为:白腐菌、褐腐菌和软腐菌。前两者属担子菌纲,软腐菌属半知菌类。白腐菌降解木质素的能力优于其降解纤维素的能力,它能够分泌胞外氧化酶降解木质素,而后两者降解木质素的能力弱于其降解纤维素的能力。因此白腐菌被认为是最主要的木质素降解微生物。
  白腐菌降解木质素机理:首先是产生h20的氧化酶:细胞内葡萄糖氧化酶,细胞外乙二醛氧化酶。它们在分子氧的参与下氧化相应底物激活过氧化物酶,从而启动酶催化循环。同时,合成对木质素降解起作用的胞外酶,这些酶包括白腐菌分泌的虫漆酶(1accase),木素过氧化酶(ligninperoxidase),氧化酶(oxidativeen.zyme),依靠锰的过氧化酶(manganeseperoxidase)以及酚氧化酶(phenoloxidase)。其中漆酶是氧化酚类物质,它将酚上的氢给予氧生成醌自由基,借助自由基反应,与木素的部分分解一起发生高分子化,这些反应主要导致侧链和芳香环裂解。在白腐菌降解木质素过程中,木质素降解酶作为高效催化剂参与反应,借助自身形成的h202,靠酶触启动一系列的自由基链反应,先形成高活性的酶中间体,将木质素等有机物(rh)氧化成许多不同的自由基(r·)和氧化能力很强的羟基自由基(·oh),实现对木质素的生物降解。
  4.有效微生物(em)在生活垃圾处理中的应用
  em(effectivemicroorganisms)即有效微生物群,是一种集乳酸菌、酵母菌、放线菌和光合细菌等5个科、10个属、80余种微生物组成的微生态制剂。em是日本科学家比嘉照夫教授的研究成果,1992年开始用于生产,可用于农用、养殖业及环境保护等方面。
  日本利用em技术已取得了相当的成功。其中,在生活垃圾处理方面,日本已开始推广em技术,并提出在家庭内将厨房垃圾变成有机肥料。用于生活垃圾发酵的专用粉状em只需用0.2%em(以米糠为主要成分)的发酵物,按1%的用量接种到有机生活垃圾中,进行厌氧发酵,夏季经7天后有机垃圾即被分解,且无臭无蚊蝇孳生,同时可得到无臭味的、可直接还原于土壤的活菌肥料,并可用于蔬菜和花卉的栽培。
同济大学利用z-lant技术研制了一台生活垃圾处理装置,该菌液由多种em微生物培养而成,与生活垃圾一起投入垃圾处理装置进行反应,生活垃圾迅速被有效微生物群消化分解,最终变生活垃圾为有机肥料。
  三、展望
  生活垃圾生物降解是多种微生物共同协同作用的结果,因而在筛选这些有效微生物菌群时,要考虑不同微生物菌群间的拮抗作用,以确保有效菌种的优势。
  目前将筛选到的有效微生物菌群,接种到生活垃圾中,通过好氧与厌氧联合处理工艺降解生活垃圾,是垃圾生物处理的发展趋势。但其前提条件是实行城市垃圾分类,提高垃圾有机物含量,这在许多发达国家都已付诸实行。
  家庭生活垃圾处理越来越受到各国政府重视。它能将生活垃圾就地处理成有机肥料,从源头消除垃圾,减轻城市生活垃圾给环境造成的压力,避免二次污染,从而实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化。我们相信,随着垃圾微生物降解机理研究的进一步深入,会有更为有效的垃圾微生物和处理工艺,实现由生活垃圾"废物"变为造福人类的"财富"。(环境影响评价师站点编辑)

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