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科技日?qǐng)?bào)記者王健高??實(shí)習(xí)記者?宋迎迎?通訊員劉佳

10月17日，記者從中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所獲悉，該研究所郭榮波研究員帶領(lǐng)的工業(yè)生物燃?xì)庋芯恐行睦醚睾U棄物牡蠣殼材料改善堆肥發(fā)酵效率，取得的相關(guān)成果已于近日發(fā)表在國際期刊《環(huán)境化學(xué)工程》。

據(jù)介紹，牡蠣是沿海地區(qū)產(chǎn)量最大的海洋養(yǎng)殖貝類之一，其中占總質(zhì)量70%的牡蠣殼大多被直截了當(dāng)丟棄，造成環(huán)境污染。作為天然生物礦化材料，牡蠣殼理化性質(zhì)極為穩(wěn)定，表面角質(zhì)層的孔結(jié)構(gòu)能夠?yàn)槲⑸锾峁┧璧纳L空間。但牡蠣殼具有相對(duì)惰性表面，其對(duì)微生物的親和性存在一定局限。

郭榮波帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)在前期差不多實(shí)驗(yàn)證明，向堆肥體系中添加合適比例的牡蠣殼粉，能夠改善堆體氣質(zhì)交換能力，提高有機(jī)質(zhì)降解并減少氨氣排放，并經(jīng)過固相接枝改善了牡蠣殼表面活性基團(tuán)，進(jìn)一步提高木質(zhì)素的降解率。

記者了解到，基于上述研究，近期研究人員提出一種提高牡蠣殼微生物親和性的改性辦法，制備更適用于堆肥工藝的納微孔功能型材料。將經(jīng)酸蝕和超聲法制備的精氨酸改性牡蠣殼粉應(yīng)用到秸稈沼渣堆肥中，基于細(xì)菌群落和代謝功能預(yù)測(cè)分析討論了其提高發(fā)酵效率的作用機(jī)制。

“結(jié)果表明，精氨酸改性牡蠣殼粉的添加提高木質(zhì)纖維素降解，纖維素、半纖維素和木質(zhì)素降解率分別達(dá)到25.49%、33.40%和44.16%，其中木質(zhì)素降解效果最為顯著，與對(duì)比相比提高了31.74%?！惫鶚s波介紹，這是由于改性組的牡蠣殼粉與木質(zhì)素降解有關(guān)的細(xì)菌相對(duì)豐度更高。在好氧發(fā)酵過程中的一些中間產(chǎn)物，如氨基酸和還原糖的利用率分別提高了80.44%和37.53%，依照代謝功能預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，更多的中間產(chǎn)物參與了碳固存途徑而不是氧化成CO₂，這一結(jié)果與改性組中CO₂排放量減少7.12%相符合。通過40天堆肥，改性組最終產(chǎn)品的腐殖質(zhì)含量為對(duì)比組的1.32倍，表明改性后的牡蠣殼對(duì)提高堆肥產(chǎn)品腐殖酸含量具有促進(jìn)意義，在木質(zhì)纖維素類廢棄物堆肥領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

（路明藝?師曉爽?制圖）

來源：中國科技網(wǎng)