食用菌菌渣修复农田土壤多环芳烃污染中关键酶系的作用机制

本项目着眼于农田土壤多环芳烃污染现状，在前期菌渣改良土壤与多酚氧化酶降解氯酚的研究基础上，拟采用食用菌菌渣修复土壤多环芳烃污染。选择生产量大的平菇、草菇等食用菌的菌渣，分析其pH、养分及有机质含量等理化性质，比较不同菌渣漆酶、锰过氧化物酶等主要酶系活性及其稳定性；以菲、苯并[a]芘等多环芳烃为研究对象，考察从菌渣中分离出的粗酶纯化前后降解多环芳烃的效果，分析多环芳烃的降解产物；单纯体系条件下研究菌渣吸附和降解多环芳烃的过程；复杂体系条件下进行食用菌菌渣修复土壤多环芳烃的试验，找出影响菌渣酶系修复土壤多环芳烃污染的关键因素，结合多环芳烃在菌渣上的吸附、降解以及酶促降解之间的相关关系，揭示食用菌菌渣修复农田土壤多环芳烃污染中关键酶系的作用机制，提供有益于农田生态系统健康可持续发展的土壤有机污染修复方法，也为农业有机固体废弃物的生态高值化循环利用提供参考，因此具有重要的环境生态与社会经济意义。

本项目针对土壤多环芳烃污染问题，采用食用菌菌渣进行土壤多环芳烃的污染控制及修复。在研究过程中发现，食用菌菌渣中的生物酶在降解多环芳烃中起着关键作用，同时农林有机固体废弃物料组分、盐分等因素均对食用菌菌渣在土壤多环芳烃污染控制及修复工程中的应用具有重要影响。为深入研究相关机理，在项目实施过程中主要研究了五种农业有机固体废弃物为基础的生物炭材料吸附多环芳烃的动力学过程及机制，Freundlich模型可很好地描述菲在生物炭上的吸附等温线，表观二级动力学模型可很好地描述菲在生物炭上的吸附过程；选择黄孢原毛平革菌为研究对象进行真菌产酶机制的探索，研究了不同初始碳氮比、pH等条件下真菌胞外酶液中木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶及漆酶的活性变化规律；发现了降解多环芳烃的新菌株；分析了多环芳烃的生态毒性；同时进行了温敏性酶吸附载体的研制，进而研究了Pickering乳液的制备及其在盐分体系条件下乳液性状。所得研究成果为多环芳烃等持久性有机污染物在土壤及水环境中的控制及修复提供了基础理论依据和技术支持，具有重要的理论和实际意义。