农业环境科学学报

作者：郭赛赛,刘小妹,陈宏坤,庄志成,王宜志,唐景春

单位：南开大学环境科学与工程学院, 天津 300071,南开大学环境科学与工程学院, 天津 300071,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, 北京 102206,南开大学环境科学与工程学院, 天津 300071,天津天迈节能设备有限公司, 天津 300112,南开大学环境科学与工程学院, 天津 300071,天津市城市环境污染诊断与修复工程技术中心, 天津 300071

关键词：球磨生物炭,毒性,大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,ROS,

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）

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。

来源：2019年第7期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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