球磨生物炭的性質(zhì)及其對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的毒性效應(yīng)研究
摘要：為研究球磨生物炭的微生物毒性效應(yīng),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(zhì),采用毒性暴露實(shí)驗(yàn)分析了不同濃度(0、10、20、50、100、200 mg·L^-1)下兩種生物炭對(duì)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(yīng)。結(jié)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(tuán)的數(shù)量;在0.9%NaCl溶液中,添加10 mg·L^-1的BM時(shí),S.aureus存活率為90.1%,E.coli存活率為98.2%。當(dāng)濃度增大到200 mg·L^-1時(shí),S.aureus的存活率降低為23.5%,E.coli的存活率仍可達(dá)91.8%;而在LB培養(yǎng)基中,BM濃度為200 mg·L-1時(shí),S.aureus的存活率增加到58.1%;相同條件下,BM對(duì)微生物的毒性顯著強(qiáng)于BC,這可能與粒子大小差異相關(guān)。而BM對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌S.aureus的毒性顯著強(qiáng)于革蘭氏陰性菌E.coli,這可能與E.coli產(chǎn)生的胞外聚合物(EPS)有關(guān);添加活性氧自由基(ROS)消除劑N-乙酰半胱氨酸(NAC)發(fā)現(xiàn),氧化損傷是造成S.aureus細(xì)胞死亡的主要原因,但是納米顆粒對(duì)細(xì)胞的機(jī)械碰撞等其他因素也有可能是BM產(chǎn)生毒性的原因。研究表明BM對(duì)微生物具有一定的環(huán)境毒性效應(yīng),因此在BM使用過(guò)程中應(yīng)注意其可能的環(huán)境影響。
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