论文部分内容阅读
生物质固沙材料(Biomass sand stabilization material,BSSM)是南京林业大学以禾草制浆废液中的木质素为主要原料研制的、集固沙与生态修复于一体的新型固沙功能高分子材料。本论文以造纸厂副产品——木质素磺酸铵为原料合成BSSM,为明确BSSM应用过程中的环境行为,特别是生物降解性能及转化途径,选用白菜种和高茅羊草种进行BSSM对植物生长影响试验,以及选用白腐菌、漆酶-ABTS体系、锰过氧化物酶分别对BSSM进行试验研究。选用白菜种和高茅羊草种,进行BSSM对植物生长影响试验,结果表明:BSSM(200-800 ppm)对白菜和高茅羊发芽率影响不显著:但BSSM可以促进白菜种子和高茅羊草种的萌发,缩短种子的萌发时间,促进生物量的积累。选择白腐菌与BSSM通过36天的培养,BSSM的木质素磺酸盐含量下降了16.3%,说明BSSM可能发生了降解,而BSSM中有机质含量几乎没有变化,从一定程度上符合腐殖质形成学说。利用白腐菌Phanerochaete sordiada YK-624菌株在Kirk培养液下制备并初纯化得到了含较高锰过氧化物酶(MnP)活性的酶液,该酶发挥较好活性的条件为:温度35℃,H2O20.6 mmol/L,pH值4.5,而Mn2+浓度对其影响较小。制备出的锰过氧化物酶具有很好的降解木质素能力,用其对BSSM进行试验研究,研究表明:BSSM对MnP酶活性没有抑制作用,具有较好的生物降解性能,并初步确定了BSSM经MnP处理后,存在一定的脱甲氧基现象,苯环骨架遭破坏,其结构上不饱性增强,可能生成醌类物质等不饱和结构的中间产物。在漆酶酶学性质测定的基础上确定了漆酶-ABTS体系对BSSM生物降解时采用的条件:1mmol/L ABTS.pH 4.5的200 mmol/L乙酸-乙酸钠缓冲体系、反应温度35℃。然后通过测定反应过程中漆酶酶活以及磺酸基、共轭羰基、醌型结构含量等的变化,结合紫外-可见光光谱、红外光谱、氢-核磁共振谱、分子量分布等分析,证实了BSSM对漆酶活性没有抑制作用,具有较好的生物降解性能,并初步确定了BSSM在漆酶-ABTS体系生物降解中存在的反应位点主要是酚羟基、羰基、甲氧基、苯环侧链取代基等,醌类物质是重要的中间产物。BSSM高分子量部分含量减少了,特别是8000-18300之间减少量很显著,而分子量小于8000的部分却有所增加。初步说明漆酶-ABTS体系对BSSM有降解和聚合双重作用。