球磨生物炭的性质及其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的毒性效应研究

论文摘要

为研究球磨生物炭的微生物毒性效应,采用元素分析、比表面积分析（BET）、扫描电子显微镜（SEM）及傅立叶红外（FTIR）表征等手段研究了500℃裂解小麦秸秆生物炭（BC）和球磨生物炭（BM）的性质,采用毒性暴露实验分析了不同浓度(0、10、20、50、100、200 mg·L-1)下两种生物炭对大肠杆菌（Escherichia coli）ATCC 25922和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）ATCC 25923的毒性效应。结果表明:BC的比表面积为98 m2·g-1,而BM的比表面积提升到309 m2·g-1,球磨可以增加生物炭中含氧官能团的数量;在0.9%NaCl溶液中,添加10 mg·L-1的BM时,S.aureus存活率为90.1%,E.coli存活率为98.2%。当浓度增大到200 mg·L-1时,S.aureus的存活率降低为23.5%,E.coli的存活率仍可达91.8%;而在LB培养基中,BM浓度为200 mg·L-1时,S.aureus的存活率增加到58.1%;相同条件下,BM对微生物的毒性显著强于BC,这可能与粒子大小差异相关。而BM对革兰氏阳性菌S.aureus的毒性显著强于革兰氏阴性菌E.coli,这可能与E.coli产生的胞外聚合物（EPS）有关;添加活性氧自由基（ROS）消除剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）发现,氧化损伤是造成S.aureus细胞死亡的主要原因,但是纳米颗粒对细胞的机械碰撞等其他因素也有可能是BM产生毒性的原因。研究表明BM对微生物具有一定的环境毒性效应,因此在BM使用过程中应注意其可能的环境影响。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 实验原料
•   1.2 BC的表征
•   1.3 急性毒性实验
•   1.4 细菌形貌观测
•   1.5 细菌存活率测定与LSCM观测
•   1.6 细菌ROS测定
•   1.7 数据分析
• 2 结果与分析
•   2.1 BM和BC的性质
•   2.2 添加BM和BC对E.coli和S.aureus存活率的影响
•   2.3 添加BM和BC对E.coli和S.aureus氧化损伤的影响
•   2.4 BM对S.aureus产生毒性的机理探究
•     2.4.1 NAC对S.aureus产生ROS与存活率的影响
•     2.4.2 E.coli和S.aureus的LSCM图像
•     2.4.3 E.coli和S.aureus的SEM图像
• 3 讨论
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郭赛赛,刘小妹,陈宏坤,庄志成,王宜志,唐景春

关键词: 球磨生物炭,毒性,大肠杆菌,金黄色葡萄球菌

来源: 农业环境科学学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,农业科技,基础科学

专业: 生物学,环境科学与资源利用

单位: 南开大学环境科学与工程学院,石油石化污染物控制与处理国家重点实验室中国石油集团安全环保技术研究院,天津天迈节能设备有限公司,天津市城市环境污染诊断与修复工程技术中心

基金: CNPC科技发展计划项目(2016D-4610),天津市科技计划项目(17PTGCCX00240,16YFXTSF00520,17ZXSTSF00050),国家自然科学基金项目(41473070),高等学校学科创新引智计划项目(T2017002)~~

分类号: X171.5

页码: 1468-1475

总页数: 8

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