煤类物质微生物降解及应用

低级煤包括泥炭、褐煤和风化煤,我国贮藏丰富,开发利用这种资源具有重要意义。土壤和自然环境中许多微生物能够以低级煤为碳源和能源,将其大分子物质转化为小分子物质,可用于工业和农业领域。本文就此领域近20年来的研究成果做了一个总结,尤其对煤降解微生物种类和降解机理,进行了比较详细的阐述,展望了利用微生物降解煤类物质的应用前景,指出了今后重点研究课题。     

友好戈登氏菌降解内蒙古白音华褐煤的工艺条件探究

利用友好戈登氏菌对内蒙古白音华褐煤进行降解,考察了煤浆浓度、菌液用量、降解时间和培养方式对降解效果的影响。结果表明,当煤浆浓度为0.6 g/50 mL培养基,菌液用量为9 mL/50 mL培养基,降解时间为21 d,培养方式为摇床培养,降解效果最佳,降解率为57%。利用红外光谱、热重和X-射线衍射等手段对原煤、氧化煤和固相产物进行了表征,发现硝酸作用后,氧化煤的羟基振动峰增加,芳香环振动峰减弱,晶核和缩聚程度下降,热稳定性降低,有利于微生物降解。微生物作用后,固相产物的芳香环、羰基和硝基的吸收峰减弱,芳香层间距增加,微晶直径、微晶高度和芳香层数减小,热稳定性增加。气质联用色谱对液相产物组成分析。结果表明,液相产物中主要含有烷烃类、羧酸类和醛酮类等小分子物质。     

煤的微生物改性方法及改性产物分析和应用

介绍了微生物溶解降解煤的机理、煤及其衍生物的微生物改性方法以及煤的微生物改性产物分析方法,并简述了微生物对煤和煤衍生物的改性研究及其应用,提出了在今后煤的微生物改性研究中需要解决的问题。     

煤类物质微生物降解及应用

低级煤包括泥炭,褐煤和风化煤,我国贮藏丰富,开发利用这种资源具有重要意义,土壤和自然环境中许多微生物能够以低级煤为碳源和能源,将其大分子物质转化为小分子物质,可用于工业和农业领域,本文就此领域近20年来的研究成果做了一个总结,尤其对煤降解微生物种类和降解机理,进行了比较详细的阐述,展望了利用微生物降解煤类物质的应用前景,指出了今后重点研究课题。     

一株鞘氨醇杆菌对低阶煤的降解研究

利用鞘氨醇杆菌(Sphingobium sp.)对硝酸氧化的低阶煤进行降解,并利用紫外-可见分光光度计、气相色谱-质谱联用仪和红外光谱仪对生物降解过程中煤与降解液的化学组成以及降解产物的有机组分进行表征,对生物降解效果和降解机理进行分析。结果表明：鞘氨醇杆菌对煤的降解率达到32%,降解过程中降解液pH值不断升高,最高达到9.0;鞘氨醇杆菌的胞外液对煤具有显著的降解作用,且胞外液对煤的降解率与初始pH值密切相关;高温加热后的胞外液对煤的降解效果明显降低。红外光谱分析结果显示,经鞘氨醇杆菌降解后煤中的羧基官能团和硝基官能团含量明显降低;气相色谱-质谱联用分析结果显示,降解产物主要含有羧酸、醇、醛、酚和杂环类化合物,其中脂肪酸含量最多。鞘氨醇杆菌可通过产生胞外酶和碱性物质对义马低阶煤进行高效降解,降解产物中含有丰富的脂肪酸,经生物降解后煤中氧含量明显降低。     

光-氧氧化预处理褐煤微生物降解效果提升的原因

预处理方法对煤的微生物降解效果影响较大,光-氧氧化预处理是一种具有应用前景的煤预处理方式,其在环保性和实际可操作性等方面具有一定的优越性。为探究经光-氧氧化预处理后,氧化煤微生物降解效果得到提升的原因,利用自制的旋转床光化学反应器对四种褐煤进行光-氧氧化预处理,并比较黄孢原毛平革菌对褐煤预处理前后的降解效果。通过元素分析、工业分析、红外光谱分峰拟合、定量分析、煤的比表面积分析和润湿性表征,探讨了煤在预处理前后的组成、结构特征和物理性质的变化。结果表明:黄孢原毛平革菌对四种光-氧氧化褐煤的降解效果均比原褐煤有较大幅度的提升;光-氧氧化褐煤的含氧量和含氢量增加,富氢程度和富氧程度增大,比表面积增大,润湿性增强,这些结构和性质的改变可能是黄孢原毛平革菌对光-氧氧化褐煤降解效果优于原煤的原因。     

多粘类芽孢杆菌对褐煤的降解转化试验研究

通过正交试验分析多粘类芽孢杆菌降解褐煤时,煤样粒度、煤浆浓度、菌液用量及降解时间4因素对褐煤微生物降解率的影响;结果表明,煤样粒度对褐煤微生物降解率的影响最大。     

好氧微生物抑制煤自燃机理研究现状及展望

综述了微生物对煤脱硫、降解方面的研究现状，利用好氧微生物处理煤可降低煤中硫含量(黄铁矿)、破坏煤中羟基、羰基、羧基等活性基团以及消耗O₂、产生CO₂气体等特性，提出用生物技术来延缓煤氧化进程、阻断煤氧化路径从而抑制煤自燃的设想。基于利用微生物对煤表面环境状态以及微观结构改变的特性，从煤氧化反应本身为切入点防控煤自燃。针对好氧微生物改性驯化对煤中硫含量、活性基团的影响，对现阶段常用的煤炭脱硫、降解类微生物(如嗜酸氧化亚铁硫杆菌、黄孢原毛平革菌等)进行分析，总结了可用于抑制煤自燃的微生物生长特性及其差异性，最终提出可用多种功能微生物分步协同作用来抑制煤自燃的思路，对煤自燃新型绿色阻化剂的开发进行了展望。     

褐煤与水稻秸秆共降解增产甲烷机理研究

以褐煤与水稻秸秆共降解为研究对象，采用高通量测序、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、X射线衍射仪(XRD)、核磁共振碳谱(¹³C-NMR)分析了共降解对甲烷生成过程中微生物菌群、中间代谢产物、煤与秸秆结构等的影响规律，以进一步明晰共降解增产甲烷机理。结果表明：褐煤与水稻秸秆共降解甲烷产量为388.47μmol,比二者单独降解甲烷产量之和高116.53%;共降解作用下，梭状芽孢杆菌属(Clostridium)和副梭菌属(Paraclostridium)等纤维素降解菌相对丰度显著增大，有效提高了菌群对煤和秸秆中纤维素及其衍生化合物的降解能力，同时氨氧化古菌活性增强，有利于氮循环；共降解后发酵液中有机酸含量提高，一方面有机酸为甲烷生成提供了充足底物，另一方面有机酸作用于煤结构，提高煤的生物有效性；水稻秸秆纤维素结晶度在共降解后降低幅度增大，使其更容易被水解用于产甲烷；共降解促进了褐煤芳香族化合物的降解，芳碳率下降更多。因此，水稻秸秆作为一种结构简单的碳源，能够诱导、调整甲烷生成中的微生物群落结构，增强煤中芳香碳和纤维素类有机物以及秸秆纤维素的降解，同时促进有机酸生成，...     

木质素的微生物降解

综述了木质素微生物降解酶系及酶活性调控措施,介绍了木质素降解机制及木质素微生物降解的应用。