堆肥是一项经济有效的有机固体废物处理技术,关于堆肥技术的研究引起广泛关注。堆肥功能微生物酶学是堆肥技术的核心,然而在功能酶的酶学性质及实现其高效利用的调控研究中,仍有较大的拓展空间。本论文研究利用金纳米材料独特的性质及优势,对功能酶在天然木质纤维素、工业碱木质素酶解改性过程的酶学性质进行了深入分析,系统地研究了功能酶的吸附传输特性及与低分子活性物质的协同作用机制；构建了适用于复杂堆肥进程的功能酶活性及其抑制剂的检测技术,以及氧化应激水平检测技术,以支持完善功能酶的酶学性质研究；并兼顾功能酶固定化技术,以期实现功能酶应用于实际堆肥渗滤液中的污染物处理。工业木质素是一类产量巨大的可再生利用资源,其酶法改性回收利用日益受到关注,而酶与木质素基质问的吸附可影响最终改性效果。因此本论文结合胶体金标记技术以及电镜技术研究了Trametes versicolor漆酶(EC1.10.3.2)在碱木质素改法过程中的吸动动力学及等温模型,以及介体物质ABTS(2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐)对漆酶吸附行为的影响。结果显示漆酶及LMS体系(漆酶-活性介体体系)在碱木质素表面的吸附相平衡可用Langmuir吸附等温模型描述,且较好的满足准二级动力学。ABTS的存在使得漆酶的吸附速率提高,促进了漆酶在碱木质素表面的吸附。碱木质素经过72h的改性处理后基型被改变,并且发生了键裂及氧化偶合,影响了其表面的可达性。同时经过72h处理后ABTS仍对碱木质素吸附漆酶的能力有促进作用,但是明显减弱。为获得高效的木质纤维素酶解效果,以及完善相关功能酶的作用机理。本研究以稻草秸秆为固态发酵体系基质,优化Mn2+、ABTS、藜芦醇3种低分子活性物质与木质纤维素降解功能酶配比,并利用胶体金标记技术研究功能酶在木质纤维素降解过程中的吸附传输特性。结果显示,对木质素降解率、半纤维素降解率、纤维素降解率影响最大的因素是藜芦醇,其次是ABTS、Mn2+。而对总有机质损失率影响最大的因素是Mn2+,其次是ABTS、藜芦醇；最优配比为Mn2+浓度为40μM/g、ABTS浓度为0.2μM/g、藜芦醇浓度为4μM/g。低分子活性物质协助酶进入基质内部,基质表层分布的酶则相应渐少。二者的协同作用使基质的总有机质损失率、木质纤维素降解率明显提高。纤维二糖酶在纤维素降解过程中的作用显著,一种能特异性高效检测纤维二糖酶活性的方法可有效提高其实际应用及研究价值。本研究在制备的多糖-金纳米复合材料的基础上建立了一种纤维二糖酶活性检测及其抑制剂筛选方法。在3.0-100U/L的范围内,纤维二糖酶活性与纳米复合材料的A650/A520比值呈良好的线性关系,相关系数R2为0.9976,检出限为1.0U/L。用于筛选纤维二糖酶抑制剂结果显示,1mMCo2+、Mn2+存在时,纤维二糖酶活性增长为110%及103%,1mM Pb2+存在下增长效果最强,说明这三种离子对纤维二糖酶有活化作用；而Hg2+有较强的抑制效果,使其活性降至37%；阴离子表面活性剂(SDS)的抑制剂效果明显强于阳离子型表面活性剂(CTAB)。还原型谷胱甘肽(GSH)是生物体内的主要抗氧化剂之一,GSH的含量可反应堆肥功能微生物体内氧化应激水平,因此建立一种能快速高效检测GSH含量的方法颇具意义。本研究基于GSH可抑制金纳米颗粒原位催化扩增反应的性质,实现对GSH的特异性定量检测。在13-1333nM的范围内,GSH含量与检测体系的A520数值呈良好的线关系,线性相关系数R2为0.9708,检出限为7nM,且该方法具有较好的精确度及重复性。此外,将该方法用于检测黄孢原毛平革菌Phanerochete chrysosporium于Cd2+胁迫下合成的GSH含量,本方法测得的结果与5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)法测得结果相近,RSD范围为0.79%-1.89%,具有一定的实用价值。由于酶法处理具有高选择性及催化效率等优点,在处理堆肥渗滤液的环境激素方面具有较好的应用前景。固定化酶技术可提高酶的储存稳定性并实现回收重用及连续自动化生产。本研究采用聚乙烯亚胺表面修饰多孔金纳米材料作为固定化角质酶载体,使固定化角质酶较游离酶的pH、热稳定性、储存稳定性及重复利用性都有所提升。将固定化角质酶应用于酞酸酯类环境激素邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)的处理,反应温度为30-50℃时,pH值为6.0-9.0时,处理效率均达到60%以上。此外固定化角质酶在环境激素与低浓度重金属复合污染堆肥渗滤液处理方面具有一定的应用潜力。本论文研究拓展了堆肥功能微生物酶的酶学性质及应用研究的技术手段选择范围,为实现有机固体废物高效快速堆肥处理提供理论依据及技术支持,并推动了金属纳米材料在环境领域的应用发展。