侧耳木霉 T9对褐煤的生物降解作用

侧耳木霉 T9对褐煤的生物降解作用

赵晓燕;吴晓青;周红姿;张广志;张新建

【摘要】Biodegradation by Trichoderma pleuroticola T9 on lignite from Shanxi province was studied aiming to optimize the process in regard to the particle size and slurry concentration of the coal,as well as the inoculum quantity and fermentation time.The results indicated that the biodegradation was affected in the order of particle size > inoculum quantity > concentration of coal slurry > duration of fermentation.The optimized conditions to achieve the maximum degrading rate of 60% were determined to be (a)a use of lignite with a particle size of 0.1 mm,(b)a coal slurry concentration of 2%,(c)the inoculation of 10 mL of T.pleuroticola T9 fermentation broth, and (d)incubation for 14 d.%采用微生物降解方法,以煤样粒度、菌液用量、煤浆浓度和生物降解时间为影响因子,测定侧耳木霉T9对山西褐煤的生物降解作用。结果表明：各因素对褐煤生物降解率的影响大小依次为：煤样粒度>菌液用量>煤浆浓度>生物降解时间。采用正交试验,筛选出最优组合为：煤粒度0.1 mm、菌液用量10 mL、煤浆浓度2%和生物降解时间14 d,对褐煤的生物降解率最高达60.00%。

【期刊名称】《福建农业学报》

【年(卷),期】2016(031)004

【总页数】4页(P415-418)

【关键词】侧耳木霉;褐煤;粒度;生物降解率

【作者】赵晓燕;吴晓青;周红姿;张广志;张新建

【作者单位】山东省科学院生态研究所/山东省应用微生物重点实验室，山东济南250014;山东省科学院生态研究所/山东省应用微生物重点实验室，山东济南250014;山东省科学院生态研究所/山东省应用微生物重点实验室，山东济南250014;山东省科学院生态研究所/山东省应用微生物重点实验室，山东济南250014;山东省科学院生态研究所/山东省应用微生物重点实验室，山东济南250014

【正文语种】中文

【中图分类】S476

中国的煤炭资源特别是褐煤等低质煤资源十分丰富，已探明的褐煤保有储量达1 303亿t,占全国煤炭储量的13%[1]。但褐煤的应用比较困难，中国的褐煤资源主

要由于发电，但是直接燃烧不仅严重污染环境，而且也不利于实现经济效益的最大化。采用微生物对褐煤进行生物降解，具有工艺简单、低能耗、无污染和绿色环保等优点[2]，使褐煤成为清洁的燃料、化工原料和有特殊价值的化学品意义重大，

因此褐煤的生物转化技术目前已成为国内外学者研究的热点。

煤的生物降解技术研究始于20世纪80年代[3-4]，虽然研究时间不长，但其发展速度很快。目前，研究者发现细菌、放线菌、真菌类中的多个种属对褐煤、风化煤等低变质煤具有生物降解作用[5-7]。真菌生物降解煤的研究主要集中在青霉、曲霉、毛霉、裂褶、云芝等种属上[8-11]。木霉是国际公认的一种高效广谱环境友好型的生防真菌，近几年国外陆续发现了几株深绿木霉生物降解褐煤的研究[12-13]。目前国内还未见木霉生物降解褐煤的报道，开展相关研究对于扩大木霉应用范围和促进褐煤的清洁转化有着重要意义。

褐煤取自山西临汾煤场，将煤样粉碎、筛分制成0.1、0.3、0.8 mm粒级的样品备用。用6 mol·L-1的硝酸浸泡各粒级的褐煤24 h后，真空过滤出褐煤，再用去离子水反复清洗至pH=7.0，烘干后采用紫外消毒30 min后备用。

侧耳木霉Trichoderma pleuroticola T9为山东省应用微生物重点实验室保存菌种。固体培养基采用常规PDA培养基。液体培养基采用最小无机盐培养基

[0.1%(NH4)2SO4，0.052% MgSO4·7H2O，0.5% KH2PO4，0.0005%

FeSO4·7H2O，0.0003% ZnSO4·7H2O，0.5%葡萄糖，pH5.5]，培养基中加入6 mm玻璃珠打散菌体。菌体培养温度30℃，液体培养摇床的转速为180 r·min-1。褐煤生物降解率/%=[(加入的煤样质量-生物降解后的煤渣质量)/加入的煤样质

量]×100%

生物降解褐煤的最佳组合为A1B2C2D2，即煤样粒度为0.1 mm，菌液用量为10 mL，煤浆浓度为2%，生物降解时间为14 d的时候，褐煤的生物降解率最大，达60.00% (表2)。

各处理摇瓶培养14 d后的培养液和菌体颜色都发生了变化。褐煤对照培养液(不加T9)培养14 d后颜色仍然为不透明的纯黑色(图1-C)，褐煤生物降解14 d后培养

液的黑色变淡变透明，且明显能看到褐煤上面长出了绿色的侧耳木霉T9(图1-A)，T9对照培养液中聚集的菌体为绿色(图1-B)，通过上述的颜色对比上就能直观看出T9对褐煤具有生物降解作用。

各处理摇瓶培养14 d对菌丝分别进行显微镜检。从T9降解褐煤14 d(图2-A)和

T9对照 (图2-B)的显微图片对比中，能够明显看出T9生物降解褐煤14 d后菌丝体上富集了很多黑色的褐煤，菌体也因为吸收褐煤开始变为黑色，而T9对照中的菌丝在显微镜下为透明中空状，从显微镜检结果也能明显看出T9对褐煤的生物降解作用。

煤样粒度、菌液用量、煤浆浓度和生物降解时间与T9生物降解率的关系见图3～