3.6.3　堆肥过程中主要酶活性变化

可降解固体废物的堆肥过程是在微生物分泌的体外酶的作用下把复杂的有机物质转化成简单的有机物质和无机物质，即矿化过程。但是有机物质的变化并不限于分解，与此同时还进行新的有机物质合成，这就是在酶促作用下进一步把矿化的早间产物合成复杂的腐殖质。因此，酶系活性强弱直接决定堆肥的进行和强度。

3.6.3.1　纤维素酶活性变化

生活垃圾中含有大量的纤维素，纤维素可降解固体废物中一种难分解的成分，但它可在纤维素酶作用下水解为纤维二糖，进而水解为葡萄糖。因此，纤维素酶活性变化可以反映堆肥过程中含碳素有机物的降解状况。图3-56表明，纤维素酶活性在堆肥升温阶段（0～24h），CK、CP处理略有降低，CMP处理则明显增加；而在堆肥的高温初始阶段，则呈明显的增加趋势，并在48h达到一峰值，此后随堆肥温度的下降，纤维素酶活性亦随之减少。在堆肥过程中，CK、CP处理各阶段纤维素活性无显著差异，而CMP处理堆肥的0～144h纤维素酶活性明显高于其他处理，通过纤维素酶活性的峰值比较，CMP处理是CK处理的1.16倍。

图3-56　堆肥过程中纤维素酶活性变化

由于堆料中分泌纤维素分解酶的微生物是一个群体，堆肥过程中纤维素酶活性的变化可能是这一微生物群体不同种类消长的结果。堆肥初期温度迅速上升，这时耐高温、嗜中温的微生物未能大量产生，而分泌纤维素酶的低温微生物又受到高温影响活动减弱，分泌酶量减少，因此，CK、CP处理纤维素酶活性下降。而CMP处理由于接种了耐高温微生物，适应堆肥的高温环境，因此纤维素酶活性呈增加的趋势。当温度升高后，堆料中耐高温、嗜中温的微生物随之增多，致使纤维素分解酶活性出现峰值。此后，过高的温度可能使一些分泌纤维素酶的微生物致死，因此，CK、CP处理纤维素酶活性出现迅速下降。堆肥的降温阶段，是纤维素大量分解的时期，因此，这一阶段的纤维素酶活性一直保持较高水平。

3.6.3.2　蔗糖酶活性变化

堆肥过程中的蔗糖主要是纤维素分解产生的，也有一少部分来源于堆料有机物中。堆肥过程中蔗糖在蔗糖酶的作用下分解为单糖，而蔗糖酶作用的底物则是纤维素酶分解的产物，因此，蔗糖酶的活性与纤维素酶的活性密切相关。堆料中纤维素酶活性增大，产生的蔗糖量增加，进而促进分解蔗糖的微生物活动旺盛，导致蔗糖酶数量增加，活性增强。由图3-57可以看出，堆肥过程中蔗糖酶活性变化与纤维素酶活性变化类似，同样在堆肥的第48小时达到峰值，堆肥的降温阶段蔗糖酶活性比较平稳。堆肥过程CMP处理蔗糖酶活性在堆肥的不同时期均明显高于其他处理，但CK、CP处理蔗糖酶活性差别不明显。

图3-57　堆肥过程中蔗糖酶活性变化

3.6.3.3　多酚氧化酶活性变化

多酚氧化酶不仅能催化可降解固体废物中的木质素，还能使木质素氧化后的产物醌与氨基酸缩合生成胡敏酸^{［152，153］}。从图3-58可以看出，堆肥初期，随温度的升高，多酚氧化酶活性呈增加趋势，并在堆肥的降温中期达到峰值。多酚氧化酶在堆肥的中后期活性明显高于堆肥前期，这可能与堆肥过程中木质素在中后期分解及胡敏酸的合成有关。在堆肥的不同时期，CMP处理多酚氧化酶活性均明显高于CK、CP处理，表明接种微生物堆肥可促进堆肥过程中木质素的分解及胡敏酸物质的形成。

图3-58　堆肥过程中多酚氧化酶活性变化