摘要

微生物转化褐煤产腐植酸是实现煤炭资源清洁利用的有效途径之一,已有研究表明,复合菌剂转化褐煤产腐植酸的效率高于单一菌种,但是目前有关复合菌剂转化褐煤产腐植酸的机理还不太清楚。本文以新疆褐煤为转化底物,前期构建复合菌剂(枯草芽孢杆菌:苏云金芽孢杆菌:米曲霉:微紫青霉菌=1.5%:1.5%:1.0%:2.5%,体积百分比,即100mL菌剂中菌种的接种量分别为1.5%:1.5%:1.0%:2.5%)为研究对象,通过工业分析、元素分析、XRD、FT-IR、XPS和UV-vis研究了复合菌剂转化褐煤前后的腐植酸含量、元素组成、矿物组成、有机官能团、碳元素赋存形态及转化过程中复合菌剂和单一微紫青霉产锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶、漆酶的活性变化。结果表明:经复合菌剂处理后,褐煤中总腐植酸和可溶性腐植酸含量分别由29.75%和6.24%增加到66.41%和33.44%。复合菌剂处理后煤中灰分和固定碳分别由8.91%、55.72%降至8.07%和52.99%,而挥发分则由38.83%增加至42.36%。元素分析结果表明C元素相对含量下降(71.56%降至69.93%),而H、O、N等元素相对含量升高,其中N元素相对含量上升最明显(0.65%升至1.26%)。经复合菌剂处理后煤中无机矿物组成变化不明显,但C-C/C-H、O=C-O官能团增加,且部分不饱和C被饱和。复合菌剂产生的锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶、漆酶的活性较单一微紫青霉均明显提高,其中Lac酶活性达到16.09 U/mL。这些结果说明复合菌剂可将褐煤中大分子结构转化生成小分子腐植酸,与单一菌种相比,复合菌剂产生更多的胞外酶有助于腐植酸的产生,所获得的研究结果为阐明复合菌剂转化褐煤产腐植酸机理提供试验依据。