霉菌在环境保护中的应用

霉菌在环境保护中的应用

长江大学给排水11001 201002026 黄俊毅

摘要：青霉菌、曲红霉菌、根霉菌的概念、特点及其在环境保护中的应用.

关键字: 青霉菌曲红霉菌根霉菌

霉菌是丝状真菌的俗称，意即"发霉的真菌"，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不像蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方，很多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落，那就是霉菌。

小小霉菌在环境中有大大的作用。霉菌是丝状真菌的俗称，意即"发霉的真菌"，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不像蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方，很多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落，那就是霉菌。霉菌在环境保护中有很大的作用。例如青霉菌、曲红霉菌、根霉菌等。

青霉菌是最常见的半知菌中的一种。肉眼可见其孢子的颜色为蓝绿色，因而得名。但是并非所有青霉属的霉菌都为蓝绿色，也有白色或者绿色。在显微镜下，可见其呈笔直形状的笔状体构造，尖端上带有孢子。这也就是这种霉菌的学名由来。冬季和春季是青霉菌的生长巅峰期。

青霉的营养体为无色或淡色的菌丝体,菌丝各细胞之间有横隔膜,细胞内通常为多核.整个菌丝体分为伸入营养基质中吸取营养的基质菌丝和伸向空气中的气生菌丝.在气生菌丝上产生简单的长而直立的分生孢子梗,顶端以特殊的对称或不对称的扫帚状的方式分支,称为帚状枝.分支为多极的分生孢子梗最后产生许多瓶梗,在瓶梗上着生分生孢子链.分生孢子为球形至卵形,呈绿色,蓝色或黄色,即通常看到的各种青霉菌落特有的颜色.

利用青霉菌P 1对2种染料废水中的染料进行吸附去除,研究结果表明,吸附处理3h ,黑色和红色染料废水色度基本被去除,去除率分别达98 0 %和74 5 % ,但去色处理后废水的CODCr值仍偏高。对去除色度的废水进一步用活性污泥进行深度处理,黑色和红色废水的CODCr去除率分别为75 9%和89 7%。青霉菌菌丝通过吸附作用从废水中抽提出的染料分子在有染料降解细菌L 1和L 2的降解池中脱色降解,菌丝吸附脱色能力得到再生。

实验室通过构建青霉菌-SBR污水处理工艺，进行了异养硝化、好氧反硝化、温度、溶解氧、pH值等对废水中氨氮去除率的研究和验证，结果表明：青霉菌具有良好的异养硝化和好氧反硝化双重功能；并将高效青霉菌菌液投加到SBR反应器中，实现了同步硝化反硝化脱氮功能；在20-30℃、pH 7.0-8.0以及DO 3-4mg/L浓度的条件下，总氮的去除率达到80-90%。主要用于解决传统污水生物脱氮处理技术中两步进行的硝化和反硝化过程集中在一步完成的问题，从而减少工艺流程，达到降低投资成本及运行费用的目的，具有重要的社会效应和经济意义，推广应用前景十分广泛。通过该项目的开展与实施，使环境工程技术研究所污染治理研究室污水处理技术储备与研发实力得到进一步加强与提高，为以后实现又好又快发展奠定了扎实的基础。

另外,制革、皮毛、电镀等行业产生大量含铬废水给环境造成严重危害。目前常用的铬的回收方法主要有碱沉淀回收法、焚烧氧化法、电解法、膜分离技术等[1]。这些方法虽简单易行,但都有着一定局限性,如处理成本过高,对低含量的重金属离子处理效果差。生物吸附法主要是利用植物和微生物材料对重金属离子的吸附、积累作用,其最大优点在于原料的来源广、二次污染风险小、成本低廉、无二次污染、吸附能力强、吸附速度快等,具有广泛的应用前景. 以废弃的菌丝体为基核,利用分子印迹技术得到的吸附剂对Ni2+的吸附容量比未

印迹吸附剂提高了30%～50%。该吸附剂对铬吸附性能明显提高,但使用批次在20次左右,工业化的优势不够明显。

红曲霉中文别名红曲、红糟、红大米。散囊菌目中的一属子囊菌曲霉科真菌。存在于树木、土壤和堆点等。在麦芽汁琼脂培养基上生长良好，菌落初为白色，老熟后变成淡粉色、紫色或灰黑色。多形成红色。红曲可用于酿酒、制醋、做豆腐乳的着色剂和调味剂，也可做中药。在酶制剂工业中也可用其生产糖化酶制剂。

红曲生物载体的主要组成成分为锯木灰和聚乙烯。利用该生物可降解生物载体，红曲霉菌接种５－１０％条件下，将污水稀释液浓度调至，ＣＯＤ２００－５００ｍｇＣＯＤ／Ｌ，总氮浓度为０．１－０．３％，初始ｐＨ为２－４。同时在污水稀释液非灭菌状况下２８℃发酵５－７天，能显著降低污水中的ＣＯＤ和总氮的浓度，发酵结束后ｐＨ可达７．０以上，同时能稳定产生高色价的红曲色素。

根霉菌分布广，约10种以上。根霉菌是真核生物,其核有核膜包围,具各种细胞器.基因结构中编码区不连续有内含子初形成时为灰白色或黄白色，成熟后变成黑色。匍匐菌丝弧形，无色，向四周蔓延。孢子囊刚出现时黄白色，成熟后变成黑色。据统计，2006年全国产生2000万吨造纸污泥，造纸废水处理产生的活性污泥的无害化处理与处置已成为亟待解决的环境问题。造纸废水的污泥产量大,一般是同等规模市政污水处理厂的5～10倍。另据统计,制浆造纸工业废水处理厂的污泥处置费用约占水处理装置运行费用的50%以上. 将工业废弃物资源化利用已经成为环境科学研究的热点。根霉菌利用造纸废水二级污泥产乳酸，为造纸污泥的资源化利用提供了新的思路。

通过研究黑根霉菌对Cd2+、Cr6+、Pb2+等重金属离子的吸附能力及两种吸附等温线模式Langmuir和Freundlich的线性拟合,得出黑根霉菌对Pb2+、Cr6+、Cd2+具有较高的吸附能力,而且黑根霉菌的吸附过程更加符合Langmuir吸附模式。通过Langmuir吸附公式可以得出黑根霉菌对Pb2+的Qmax(最大吸附量)为3 7.073 mg/g,对Cd2+和Cr6+的Qmax分别为52 mg/g和14 mg/g。黑根霉菌在包埋剂海藻酸钠的质量分数为4%、交联剂CaCl2的质量分数为3%、交联时间为24 h条件下得到的固定化小球具有较高的机械强度、稳定性。几次吸附—再生—吸附实验表明固定化小球可以重复利用。通过Langmuir吸附模式线性拟合得到Qmax为42.918 mg/g。

结论：现在霉菌在环境保护中占有举足轻重的作用，但有些霉菌的作用还未被发现，今后很长一段时里环境保护与霉菌密不可分的。

参考文献：1 伍峰，周少奇，陈杨梅《造纸污泥资源化研究现状和前景》

2 刘刚，李青彪《重金属生物吸附的基础和过程研究》

3 刘琼《抗生素废水中氮的转化特性研究》

4 姜莉青《红曲菌红曲色素的增量法》