收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

生物表面活性剂在多环芳烃(菲)污染土壤生物修复过程中的作用研究

裴晓红  
【摘要】:多环芳烃(PAHs)是一类重要的全球性污染物,是美国环保局制定的129种优先污染物中的一类。它广泛存在于人类的生活环境如大气、水体、土壤、作物和食品中。由于其物理化学性质稳定、难降解及强的致癌性,PAHs的研究已经成为环境类问题研究的热点。强的疏水性使得其与受污染的土壤或底泥结合紧密,因此PAHs污染土壤的处理十分困难。生物修复因其经济有效而成为一种最有发展潜力的治理技术。PAHs的生物可利用性是限制其生物修复的主要因素。表面活性剂能够增大疏水性有机物在水相中的溶解度从而增加传质速率和生物可利用性,因此添加表面活性剂是提高其生物可利用性的一种有效方法。但化学合成的表面活性剂本身有毒且难于降解,易引发二次污染。生物表面活性剂具有无毒且易于降解等特性,其在PAHs(?)亏染土壤的生物治理中具有广泛的应用前景。本论文采用南京农业大学固废课题组分离、保存的菌种D3,对其在以菜油为唯一碳源培养时产生的表面活性剂为生物表面活性剂代表,以菲为PAHs的代表,通过一系列的物理化学、光谱学、生物学和毒理学等试验研究了生物表面活性剂对PAHs环境行为的影响并对有关的机理进行了探讨。主要研究结果可归纳如下: 对D3菌种在以菜油为唯一碳源培养时产生的胞外细胞分泌物,采用有机溶剂沉淀法,制备其粗产物。经薄层层析纯化,红外光谱进一步分析,初步判断其是一种糖脂类生物表面活性剂(TZ1)。其临界胶束浓度(cMC)为:10.0 mg·L-1. CMC时水溶液的表面张力为49.2mN·m-1。质谱测试出其平均分子量为353。采用序批试验,研究TZ1在黑土或红壤上的吸附及生物降解。结果表明,TZ1能够吸附在红壤或黑土上,根据Langmiur方程拟合结果,黑土对TZ1的最大吸附量达58.8±0.008μg·g-1,红壤的最大吸附量达76.9±0.007μg·g-1。同时TZ1能够被黑土及红壤中的土著微生物降解。降解试验的1,3和7d,黑土中分别有10,20和92%的TZ1被矿化,红壤中有5,16和92%的TZ1被矿化。 采用序批试验研究了TZ1对黑土或红壤吸持与解吸菲的影响。同时对土壤采用连续的处理方法,除去土壤中的“软碳”,探究TZ1在土壤吸持菲的过程中的影响机制。试验结果表明,菲在土壤中的吸持解吸与土壤中有机质及矿物质含量有关,其中有机质起着决定性作用。“硬碳”决定非线性吸附。生物表面活性剂对土壤吸持菲的影响与土壤有机质(量及种类)及生物表面活性剂有关。同一来源的生物表面活性剂对不同种土壤吸持菲的影响效果不同。无论是在黑土、红壤还是除去“软碳”的土壤中,TZ1的加入均造成菲的吸持量的下降及其吸附等温线线性化程度增强。对于所采用的黑土,TZ1能够显著增强菲从土壤中的解吸。 采用生物培养和物理化学试验,研究了TZ1对黑土中菲生物毒性的影响。黑麦草根菲毒害的敏感区间为0~100 mg·kg-1,200 mg·kg-1是土壤中菲的50%黑麦草根伸长抑制率浓度。0-26.9 mg·kg-1的TZ1显著降低了黑土中菲对黑麦草的生物毒性。26.9-132mg·kg-1的TZ1对黑土中菲对黑麦草的生物毒性无显著影响(P0.05)。进一步增加土壤中TZ1浓度,显著增强了黑土中菲对黑麦草的生物毒性。 从南京农业大学附近的菜园土中分离出一株能够以菲为唯一碳源的细菌GF2B,进一步生理生化指标测定及16S rRNA测序确定为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonassp.)。采用室内序批试验,对其在无机盐培养基及黑土中菲的降解特性进行了研究。结果表明,接种10d后培养基中Sphingomonas sp. GF2B降解菲的效率为83.6%。另外,Sphingomonas sp. GF2B能够降解黑土中的菲,在试验的7、14、21和28d中,降解效率分别为:27.5%、41.7%、66.6%和72.2%。根据液相色谱测试结果初步判断Sphingomonas sp. GF2B降解菲是通过水杨酸途径。 研究了TZ1对无机盐培养基及人工污染黑土中Sphingomonas sp. GF2B降解菲的影响。结果表明,TZ1提高了培养基中Sphingomonas sp. GF2B降解菲的速度及降解效率。由于TZ1的加入,接种10d后培养基中Sphingomonas sp. GF2B降解菲的效率由83.6%提高至99.5%,在降解过程中,溶液pH出现轻微下降。此外,TZ1的加入促进了黑土中菲降解效率的提高,在试验的7、14和21d中,降解效率分别为:47.9%、59.9%和73.3%。28d时TZ1对人工污染的黑土中GF2B对菲的降解无显著影响(P0.05)。 研究了土培条件下不同处理方法对黑麦草吸收菲的影响,并对所采用的不同处理方法效果进行了比较。结果表明,无论是否加入表面活性剂,早期黑麦草对菲的传运能力较高。黑麦草可显著促进土壤中菲的降解。50d时不同处理对土壤中菲的去除率大小顺序为:植物+TZ1+菌植物+Tween+菌植物+茵植物+Tween植物+TZ1植物+H2OCK。其中TZ1可促进种植黑麦草土壤中菲的降解。降解效率的提高可能是由于TZ1促进了黑麦草种植土壤中土著微生物及外源微生物对土壤中菲的降解作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;中日生物修复国际合作项目启动[J];中国科学基金;2008年05期
2 宋玉芳,许华夏,任丽萍;两种植物条件下土壤中矿物油和多环芳烃(PAHs)的生物修复研究[J];应用生态学报;2001年01期
3 吴作军;卢滇楠;张敏莲;刘铮;;微生物分子生态学技术及其在石油污染土壤修复中的应用现状与展望[J];化工进展;2010年05期
4 张淑玲;吕志超;吴吉夫;;石油污染土壤的微生物修复[J];黑龙江环境通报;2007年02期
5 申进玲;陈蕾;李晓蕙;张军林;;固氮菌及其共生体系修复土壤重金属污染[J];中国农村小康科技;2006年06期
6 代先祝;蒋建东;李荣;李顺鹏;;Arthrobacter sp. AG1菌株降解土壤中阿特拉津研究[J];土壤;2008年05期
7 戴青华;曹晓丹;孙向武;;甲基异柳磷降解菌株HLZ在土壤中降解特性研究[J];土壤通报;2010年03期
8 贾凌云,吴刚,杨凤林;表面活性剂在污染土壤生物修复中的应用[J];现代化工;2003年09期
9 朱遐;;生物修复的研究和应用现状及发展前景[J];生物技术通报;2006年05期
10 吴宇澄;骆永明;滕应;刘五星;李振高;;石油污染土壤中芳烃降解菌及邻苯二酚2,3双加氧酶的克隆[J];土壤;2006年05期
11 高大文;卜春红;程国玲;;类Fenton预氧化强化多氯联苯污染土壤生物修复的研究[J];现代化工;2007年S1期
12 王传远;杨翠云;孙志高;杨玉玮;瞿成利;王允周;;黄河三角洲生态区土壤石油污染及其与理化性质的关系[J];水土保持学报;2010年02期
13 ;土壤污染及其防治[J];环境科学文摘;2008年03期
14 朱希坤;王雪涵;姚金城;李清艳;牛淑敏;蔡宝立;;Arthrobacter sp. AD30和Pseudomonas sp. AD39在阿特拉津工业废水生物处理及污染土壤生物修复中的应用[J];环境化学;2010年04期
15 范建军,张华,谢震震;堆肥在土壤生物修复和污染控制中的应用[J];环境卫生工程;2005年03期
16 庞金钊;;生物技术与循环经济[J];资源节约与环保;2006年03期
17 吴剑;杨柳燕;肖琳;宋红波;蒋丽娟;陈鹏;万玉秋;;砷污染土壤生物挥发研究进展[J];土壤;2007年04期
18 王传远;左进城;苗凤萍;杨翠云;宋忠国;;黄河三角洲生态区土壤石油污染及其对碱蓬萌发的生态影响[J];生态环境学报;2010年04期
19 宋雪英;宋玉芳;孙铁珩;李昕馨;孙丽娜;郑森林;;石油污染土壤生物修复中外源微生物的影响[J];环境科学学报;2007年07期
20 钟磊;周立祥;王世梅;;菲降解菌的分离鉴定及其在污染土壤生物修复中的应用[J];农业环境科学学报;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄巧云;;土壤生物修复研究的回顾与展望[A];土壤化学与生态环境建设和农业可持续发展学术讨论会会议指南与论文摘要集[C];2001年
2 甄宏;蔡春丽;;土壤生物修复技术进展及辽宁省主要污灌区治理建议[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(下卷)[C];2006年
3 王文婷;王云海;赵景联;;有机膨润土在石油污染土壤生物修复中的应用[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
4 张璐;魏珉;杜秉海;王秀峰;;设施蔬菜连作土壤生物修复与改良研究[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年
5 陶雪琴;卢桂宁;党志;;菲高效降解菌的筛选与降解特性的初步研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集[C];2005年
6 宋雪英;宋玉芳;张薇;李昕馨;;柴油污染土壤经植物修复后的生态毒性研究[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
7 王荣;张颖;任瑞霞;李慧;王新新;史荣久;徐慧;;利用载体吸附富集方法筛选土壤中芘降解菌的研究[A];第十次全国环境微生物学术研讨会论文摘要集[C];2007年
8 李法云;穆怀中;罗勇;;资源枯竭型城市生态环境修复与可持续发展[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(上册)[C];2005年
9 董铁有;王莉莉;孙云;;我国新农村建设与土壤环境现状及对策[A];2006中国科协年会农业分会场论文专集[C];2006年
10 牛佳;王继华;辛佳;李文慧;;DDT污染土壤中微生物的分离与鉴定[A];持久性有机污染物论坛2011暨第六届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 裴晓红;生物表面活性剂在多环芳烃(菲)污染土壤生物修复过程中的作用研究[D];南京农业大学;2009年
2 郭超;西北黄土地区水源水库水—沉积物中石油污染特征及土壤生物修复技术研究[D];西安建筑科技大学;2011年
3 陈秀华;丛枝菌根真菌对重金属、稀土元素污染土壤生物修复研究[D];华中农业大学;2007年
4 张坤;麦秸强化油—盐污染土壤生物修复过程研究及场地中试[D];清华大学;2008年
5 陈保冬;丛枝菌根减轻宿主植物锌、镉毒害机理研究[D];中国农业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯旭;原油污染土壤生物修复的微生物筛选及降解研究[D];吉林大学;2011年
2 陈宝;耐铅细菌对铅污染土壤生物修复作用的研究[D];东北农业大学;2011年
3 梁芳;多氯联苯污染土壤生物修复研究[D];浙江大学;2011年
4 朱希坤;三个降解除草剂阿特拉津的菌株的分离鉴定和应用研究[D];南开大学;2009年
5 黄继(如生);遂宁地区石油污染土壤中AM真菌资源及提高宿主植物耐油能力研究[D];西北农林科技大学;2007年
6 林立宁;陕北石油污染土壤微生物—植物联合修复技术研究[D];西安建筑科技大学;2009年
7 宁雯;石油污染盐碱土壤的微生物修复技术研究[D];中国石油大学;2009年
8 单宏宇;矿区镉污染土壤生物修复过程中土壤微生物多样性及工程菌的定量监测[D];华中农业大学;2012年
9 李喜梅;外生菌根菌对盐碱化土壤生物修复的初步研究[D];东北林业大学;2009年
10 贾玉红;菌株Dyella sp.LA-4降解底物广谱性及其在土壤修复中的应用[D];大连理工大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 马海峰;科区助力大学生“村官”闯市场[N];通辽日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978