白腐真菌-磁铁矿协同降解二氯联苯的界面过程与机制  

作　　者：常乐[1] 余光辉 刘丛强[1] 

机构地区：[1]天津大学地球系统科学学院,表层地球系统科学研究院,环渤海地球关键带科学与可持续发展重点实验室,环渤海滨海地球关键带野外科学观测研究站,天津300072

出　　处：《中国科学：地球科学》2023年第9期2085-2093,共9页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家重点研发计划项目(编号:2022YFC3701401);国家自然科学基金项目(批准号:U22A20608、41977271);天津大学自主创新基金项目(编号:2023XJC-0014)资助。

摘　　要：人工合成有机污染物的快速增加已引起广泛关注,然而真菌与环境因子在降解这些新型有机污染物及适应环境胁迫的机制仍不明确.本文以典型白腐真菌(黄孢原毛平革菌)为研究对象,探究了其与磁铁矿纳米颗粒协同降解4,4′-二氯联苯(PCB15)的界面过程与机制.结果发现,单独培养黄孢原毛平革菌3天和5天时,PCB15的降解率分别为32%和65%,表明白腐真菌本身具有一定的有机污染物降解能力.同时,添加磁铁矿显著促进了黄孢原毛平革菌对PCB15的降解,共培养3天和5天时,PCB15的降解率分别增加到42%和84%.微区-傅里叶变换红外光谱(μ-FTIR)表明,矿物颗粒与菌丝紧密黏附在一起,且不均匀地分布在菌丝表面.进一步研究发现,菌矿共培养显著提升了磁铁矿的纳米酶活性.线性回归模型表明,磁铁矿的纳米酶活性与PCB15浓度比值具有极显著的负相关关系(r=−0.96,p<0.001),这支持了白腐真菌通过提升磁铁矿的纳米酶活性来降解PCB15的假说.高分辨X射线光电子能谱(XPS)分析揭示了磁铁矿的纳米酶活性主要受矿物表面的氧空位(而非铁)主导.研究结果有助于揭示真菌在抗逆性能和适应极端环境方面的强大能力,并为深入理解场地土壤中真菌介导的有机污染物降解过程提供了新观点和新认识.

关 键 词：磁铁矿纳米颗粒 纳米酶 氧空位 白腐真菌 X射线光电子能谱 同步辐射红外显微成像 二氯联苯 

分 类 号：X172[环境科学与工程—环境科学]