_白腐菌去除造纸废水中木质素的机理及研究进展

第33卷第6期辽宁工业大学学报(自然科学版)Vol.33,No.62013年12月JournalofLiaoningUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Dec.2013收稿日期：2013-07-11基金项目：辽宁省博士启动基金项目(20131046)；辽宁省教育厅科学技术研究项目(L2011097)；住房城乡建设部基金项目(2010-K7-8)作者简介：赵丽红(1974-)，女，辽宁锦州人，副教授，博士。本刊核心层次论文白腐菌去除造纸废水中木质素的机理及研究进展赵丽红1，尹文利1，李权利2（1.辽宁工业大学土木建筑工程学院，辽宁锦州121001；2.长安大学环境工程学院，陕西西安710064）摘要：阐述了白腐菌对造纸废水中木质素去除的应用现状及研究进展，并对白腐菌产生的木素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶对木质素的降解机理进行了分析和探讨。关键词：白腐菌；木质素；木素过氧化物酶；锰过氧化物酶；漆酶中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1674-3261(2013)06-0375-03MechanismandResearchDevelopmentofWhite-rotFungiTreatmenttoLignininPulpingWastewaterZHAOLi-hong1,YINWenli1,LIQuan-li2（1.CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,LiaoningUniversityofTechnology,Jinzhou121001,China;2.SchoolofEnvironmentalEngineering,ChanganUniversity,Xi,an710064,China）Abstract:Theapplicationstatusandprogressofwhite-rotfungiremovinglignininpulpingwastewaterwasexpounded,andlignindegradationmechanismofwhiterotfunguswhichproducesligninperoxidase,manganeseperoxidaseandlaccasewasanalyzedanddiscussed.Keywords:white-rotfungi;lignin;LiP;MnP;Laccase造纸工业是我国国民经济的重要产业之一，随着造纸工业的迅速发展，造纸废水已成为水环境的重要污染源之一。目前在世界范围内，造纸工业废水已成为主要的污染源，日本、美国已经分别将造纸废水列入六大公害和五大公害之一[1]。造纸废水中含有大量难降解的有机污染物，比如纤维素、半纤维素和木质素等。这些废水排入水体中，会对水体造成严重的污染。其中造纸黑液是主要的污染源，约占总污染物质量的90%左右，木质素及其降解物是黑液中主要成分，其质量可以达到总COD的50%左右[2]。所以，解决造纸工业对水体污染影响的关键是对木质素的降解和去除。造纸废水常规处理方法包括物理法、化学法、物理化学法和生物处理方法。生物法因二次污染小、费用低等特点越来越受到重视。目前常用生物处理法处理造纸工业废水中的制浆废水、脱墨废水、漂白废水等。由于这些废水中含有大量的纤维素、半纤维素和木质素，而白腐菌能产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶，这些酶能够提高造纸废水处理效率，所以近十几年来一些学者开始研究利用白腐菌处理造纸废水。白腐菌处理造纸废水不但比一般的细菌处理效果好，而且处理方法简单，成本低。1白腐菌对造纸废水中木质素的降解1.1白腐菌白腐菌是一类能够引起木质白色腐烂的丝状真菌。迄今的研究结果表明，白腐菌是整个碳素循376辽宁工业大学学报(自然科学版)第33卷环的中心，能够将木质素彻底分解为CO2和H2O.据目前相关资料记载白腐菌有46属1000多种，主要分布在革盖菌属、多孔菌属、原毛平革菌属、侧耳菌属和层孔菌属等。1.2白腐菌降解木质素的机理木质素是植物的主要成分之一，是细胞间层和初生壁的主要填充物质，主要由C、H、O3种元素组成，还有极少量的N，是由苯丙烷类化合物通过碳碳键和醚键形成的复杂高聚物，具有三维立体结构,组成单元的结构及其连接键复杂且稳定,非常难降解，并且木质素与半纤维素和纤维素紧密结合，阻碍了半纤维素和纤维素的降解。自然界中真菌和细菌对木质素具有一定的降解作用。细菌的降解能力弱于真菌，因此近十几年来人们更广泛研究真菌对木质素的降解。白腐菌是真菌中对木质素降解较强的一类菌，对木质素的降解是非专一的、非水解的、胞外的次生代谢过程。白腐菌对木质素的降解主要依赖一些酶的产量和分泌物，这些酶主要由H2O2产生酶系、氧化木素酶系、