生物堆肥現(xiàn)狀及其發(fā)展前景(編輯修改稿)
2025-05-01 23:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 H、耗氧量等指標(biāo)具有很好的一致性。1．3．2磷脂脂肪酸分析磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid，PIJFA)譜圖分析方法的原理基于磷脂幾乎是所有生物細(xì)胞膜的重要組成部分，細(xì)胞中磷脂的含量在自然條件下(正常的生理?xiàng)l件下)恒定，其長鏈脂肪酸的形式——磷脂脂肪酸可作為微生物群落的標(biāo)記物。此外，磷脂不能作為細(xì)胞的貯存物質(zhì)，在細(xì)胞死亡后會很快降解，可以代表微生物群落中“存活”的那部分群體。PLFA方法適合跟蹤研究微生物群落的動態(tài)變化，能夠快速有效的從環(huán)境樣品中提取大部分脂肪酸。Hemnann和shann利用腫A圖譜分析了城市 固體廢物堆肥過程中微生物群落的變化。Klamer和Biith利用PLFA圖譜技術(shù)研究了芒屬草和豬糞混合堆肥過程中微生物量和微生物群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，微生物量(用磷酸脂肪酸總量表示)在1 d后達(dá)到峰值，約為堆肥起始時(shí)的6倍。堆肥溫度也在l d后達(dá)到峰值(超過60℃)，隨后逐漸下降到25℃。微生物量在此過程中也降到峰值的一半水平。革蘭氏陽性菌在堆肥起始階段隨著堆肥溫度的上升而迅速增加，隨后隨著堆肥溫度的下降而逐漸減少。革蘭氏陰性菌和真菌在堆肥溫度達(dá)到約50℃之前增加，但是，在高溫期反而減少。當(dāng)堆肥溫度由高溫降至50℃時(shí)，二者又出現(xiàn)增加。放線菌在堆肥過程中始終數(shù)量不高，但在后期的堆肥過程中有所增加。堆肥物料中一般均含有大量的土著微生物群。當(dāng)適宜條件時(shí)，微生物迅速生長繁殖，中溫微生物數(shù)量快速增長，堆肥溫度隨之上升；當(dāng)達(dá)到不適于中溫微生物生長繁殖的溫度時(shí)，盡管中溫微生物數(shù)景還會進(jìn)一步增長，但其生長繁殖速度減慢或結(jié)束。這時(shí)，嗜熱微生物逐漸取代中溫微生物；同理，當(dāng)溫度過高時(shí)，也會抑制高溫微生物數(shù)量的進(jìn)一步增長。根據(jù)微生物活性，可將其在高溫階段的生長過程分為3個時(shí)期，即對數(shù)增長期、減速增長期和內(nèi)源呼吸期。堆肥過程中，微生物演替迅速，溫度在幾天之內(nèi)即可達(dá)到適宜的高溫。由于受高溫所限制，該階段微生物群落的多樣性相對較低，但微生物活性卻較高。當(dāng)堆肥物料中的可利用有機(jī)物耗盡時(shí)，微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸期，堆肥溫度下降，中溫微生物叉重新占據(jù)優(yōu)勢，腐殖質(zhì)增多，堆肥產(chǎn)品達(dá)到穩(wěn)定。甚至還會出現(xiàn)一些高級生物形式，如蚯蚓、昆蟲、甲蟲等，物種多樣性開始恢復(fù)，此時(shí)堆肥生態(tài)系統(tǒng)成熟或達(dá)到頂級。2．1 細(xì)菌細(xì)菌憑借其大的比表面積，可快速利用可溶性物質(zhì)，在數(shù)量上通常要比體積更大的微生物(如真菌)多得多。有些細(xì)菌，例如芽孢桿菌，能形成很厚的孢子壁以抵抗高溫、輻射和化學(xué)腐蝕等不良環(huán)境。芽孢桿菌屬(bacillus)的一些種，如枯草芽孢桿菌，地衣芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌是堆肥高溫階段的代表性細(xì)菌。嗜溫細(xì)菌是堆肥系統(tǒng)中最主要的微生物。研究表明，在城市污泥堆肥過程的初始階段，嗜溫細(xì)菌最為話躍，其數(shù)量為8．5108—5．8109／g干重樣品，隨著溫度達(dá)到最大值，其種群數(shù)量達(dá)到最低；在降溫階段，嗜溫細(xì)菌的數(shù)量又有所回升。Beffa腦等曾經(jīng)在堆肥過程中的高溫期篩選出嗜熱菌屬，這些細(xì)菌能夠在65℃以上，甚至高達(dá)82℃的垛溫下生長。2．2真菌真菌，尤其是白腐真菌可以利用堆肥底物中所有的木質(zhì)纖維素。嗜溫性真菌地霉菌)和嗜熱性真菌煙曲霉是堆肥生料中的優(yōu)勢種群，其他一些真菌，如擔(dān)子菌、子囊菌、橙色嗜熱子囊菌也具有較強(qiáng)的分解木質(zhì)纖維素的能力。但隨著溫度的升高，真菌的菌落數(shù)開始減少，在64℃時(shí)，所有的嗜熱性真菌幾乎全部消失。當(dāng)溫度下降到60℃以下時(shí)，嗜溫性真菌和嗜熱性真菌又都會重新出現(xiàn)在堆肥中。研究表明，酵母菌和絲狀真菌的數(shù)量在污泥堆肥進(jìn)入高溫期時(shí)開始下降，高溫末期則顯著降低。2．3 放線菌放線菌可以分解一些纖維素、溶解木質(zhì)素，比真菌能夠忍受更高的溫度和pH值。放線菌降解纖維素和木質(zhì)素的能力并沒有真菌強(qiáng)，但它們在堆肥高溫期是分解木質(zhì)纖維素的優(yōu)勢菌群。在惡劣條件下，放線菌則以孢子的形式存活。諾卡氏菌、鏈霉菌、高溫放線菌和單孢子菌等都是在堆肥中占優(yōu)勢的嗜熱性放線菌，它們不僅出現(xiàn)在堆肥過程中的高溫階段，同樣也在降溫階段和熟化階段出現(xiàn)。綜上所述，堆肥微生物學(xué)研究仍然主要依賴于分離、培養(yǎng)的方法。這類傳統(tǒng)、經(jīng)典的研究方法在微生物學(xué)研究中具有重要的地位。但是，研究人員不應(yīng)拘泥于該方法。堆肥作為一種有效的處理有機(jī)固體廢棄物的方法，理應(yīng)具有較高的地位。然而，由于當(dāng)前堆肥工藝的經(jīng)濟(jì)性，堆肥產(chǎn)品的應(yīng)用存在一定的問題，限制了堆肥技術(shù)
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