為了探討重金屬Zn對厭氧消化產甲烷的影響機制,在高溫條件下（55℃）,研究了添加外源Zn對雞糞厭氧消化過程產甲烷特性的影響。結果表明:Zn對沼液中的VFA濃度和pH值產生明顯的影響。隨著雞糞（風干樣）中Zn濃度的增加,累積甲烷產生量呈先升高再降低的趨勢,當雞糞中Zn≤454.2 mg·kg^-1可使日甲烷產生量最大值較早出現(xiàn),并對厭氧消化有一定的促進作用,當Zn≥554.2 mg·kg^-1時可推遲甲烷產生量最大值出現(xiàn)時間,并對厭氧消化產生明顯的抑制作用（p≤0.05）。Zn濃度是影響沼液中水解酶活性的重要影響因素之一,當Zn≤454.2 mg·kg^-1時,可提高纖維素酶和蔗糖酶活性,當Zn≥554.2 mg·kg^-1時,對纖維素酶和蔗糖酶活性產生明顯的抑制作用（p≤0.05）,但Zn濃度對沼液中脲酶活性的影響不顯著,同時,沼液中的纖維素酶、蔗糖酶和脲酶活性與其累積產甲烷量均呈顯著正相關（p≤0.05）。表明Zn可能通過影響沼液中的VFA濃度,pH值以及水解酶活性而影響厭氧消化進程和累積甲烷產生量。 

【文章來源】：中國沼氣. 2018,36(06)

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不同濃度Zn處理甲烷日產量變化趨勢

?Zn≥554．2mg·kg－1時，顯著抑制厭氧消化的進行，圖1不同濃度Zn處理甲烷日產量變化趨勢圖2不同濃度Zn處理累積甲烷產量的差異降低累積甲烷產生量。這可能是因為低濃度Zn對厭氧微生物活性具有一定的激活效應，提高微生物群落對聚合物類碳源的轉化和利用能力，累積甲烷產生量升高，反之，累積甲烷產生量減少［19，23］。2．2不同濃度Zn處理厭氧消化前后沼液中VFA濃度變化分析VFA是厭氧消化過程的重要中間產物，甲烷菌主要利用VFA形成甲烷［4］。由圖3可見，CK、添加Zn處理消化起始沼液中的VFA濃度分別為5866．7mg·L－1和5906．7～5996．3mg·L－1，添加Zn處理沼液中的VFA濃度均與CK差異不顯著，說明Zn對消化起始沼液中的VFA濃度影響不明顯。消化結束后，CK和添加Zn處理沼液中的VFA濃度均有不同程度的下降，分別下降到4273．3mg·L－1和4276．7～4586．3mg·L－1，除Zn100，Zn200處理與CK差異不顯著，其余加Zn處理均顯著高于CK(p≤0．05)，說明了添加Zn可提高消化末期沼液中的VFA濃度，此研究結果與李亞紅［24］等人研究結果一致。分析其原因，主要是因為高濃度Zn對甲烷菌產生較強的毒害作用，使甲烷菌活性降低，VFA分解率下降，并出現(xiàn)積累，導致沼液中VFA濃度升高。圖3厭氧消化前后沼液中VFA濃度變化2．3不同濃度Zn處理厭氧消化前后沼液pH值變化分析一般認為甲烷菌適宜的pH值為6．8～7．8，低中國沼氣ChinaBiogas2018，36(6)32

于6．5或高于8．0都會對其產生明顯的抑制［25］。由圖4可見，不同處理厭氧消化起始pH值為7．2～7．7，有利于甲烷菌的生長，且添加Zn處理沼液pH值均與CK差異不顯著，說明Zn對消化起始沼液的pH值影響不明顯。消化結束后，CK和添加Zn處理沼液pH值均有不同程度的升高，分別升高到8．0和8．2～8．5，除Zn100處理與CK差異不顯著，其余加Zn處理均顯著低于CK(p≤0．05)，且沼液pH值隨Zn濃度的升高而降低，說明添加Zn會對沼液pH值產生明顯的影響。分析其原因，主要是因為高濃度的Zn導致沼液中VFA的積累(見圖3)，從而使其pH值下降。圖4厭氧消化始末沼液的pH值2．4不同濃度Zn對沼液中水解酶活性的影響厭氧消化分為水解、產氫產乙酸和產甲烷3個階段［17］，其中，消化底物不同，工藝條件不同，厭氧消化的限速步驟也處在不同階段，有研究表明，以雞糞為消化底物時，水解階段是整個厭氧消化過程的限速步驟［26］，而纖維素酶、蔗糖酶、脲酶等水解酶活性高低又決定著水解的速度，因而水解酶活性與沼氣產量存在著直接的關系［19，27］。由圖5可見，CK，Zn100，Zn200，Zn300，Zn400，Zn500處理沼液中的纖維素酶活性分別為4．52，4．86，4．73，4．61，3．34，3.22mg·g－1d－1，Zn100，Zn200，Zn300處理均高于CK，但差異不顯著，而Zn400，Zn500處理較CK顯著降低26．1%，28．8%(p≤0．05)。同樣，Zn100，Zn200，Zn300處理沼液中的蔗糖酶活性均高?

【參考文獻】：
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