球磨生物炭的性質及其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的毒性效應研究
摘要：為研究球磨生物炭的微生物毒性效應,采用元素分析、比表面積分析(BET)、掃描電子顯微鏡(SEM)及傅立葉紅外(FTIR)表征等手段研究了500℃裂解小麥秸稈生物炭(BC)和球磨生物炭(BM)的性質,采用毒性暴露實驗分析了不同濃度(0、10、20、50、100、200 mg·L^-1)下兩種生物炭對大腸桿菌(Escherichia coli)ATCC 25922和金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)ATCC 25923的毒性效應。結果表明:BC的比表面積為98 m^2·g^-1,而BM的比表面積提升到309 m^2·g^-1,球磨可以增加生物炭中含氧官能團的數量;在0.9%NaCl溶液中,添加10 mg·L^-1的BM時,S.aureus存活率為90.1%,E.coli存活率為98.2%。當濃度增大到200 mg·L^-1時,S.aureus的存活率降低為23.5%,E.coli的存活率仍可達91.8%;而在LB培養基中,BM濃度為200 mg·L-1時,S.aureus的存活率增加到58.1%;相同條件下,BM對微生物的毒性顯著強于BC,這可能與粒子大小差異相關。而BM對革蘭氏陽性菌S.aureus的毒性顯著強于革蘭氏陰性菌E.coli,這可能與E.coli產生的胞外聚合物(EPS)有關;添加活性氧自由基(ROS)消除劑N-乙酰半胱氨酸(NAC)發現,氧化損傷是造成S.aureus細胞死亡的主要原因,但是納米顆粒對細胞的機械碰撞等其他因素也有可能是BM產生毒性的原因。研究表明BM對微生物具有一定的環境毒性效應,因此在BM使用過程中應注意其可能的環境影響。
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