PAHs污染土壤的环糊精及植物强化微生物修复效应

摘要

多环芳烃（Polycylic aromatic hydrocarbons,PAHs）是一类疏水性有机污染物，且化学性质较稳定，在土壤中不易降解，会造成土壤 PAHs的严重污染。PAHs长期滞留于土壤中，对土壤微生物、植物以及动物会造成不可逆的损伤，使土壤环境存在潜在生态风险。众所周知，PAHs一旦进入土壤环境，常与土壤有机质紧密结合，在物理、化学及生物过程等共同作用下发生老化现象，导致PAHs在土壤中的生物可利用性降低，影响PAHs从土壤中的去除效率。因此，为了进一步提高土壤中PAHs的修复效率，本文以环糊精及植物作为强化手段，较为系统地研究甲基β环糊精对不同粒径土壤中 PAHs的微生物修复强化作用及土壤中PAHs的三相解析动力学特征，以及紫花苜蓿对土壤不同粒径组分中PAHs的微生物修复强化作用，为研发PAHs污染土壤的微生物修复技术提供科学依据。取得的主要结果如下：
　　（1）通过室内微域培养试验结果发现，高效降解菌HPD-2处理组PAHs去除率最高，培养2周及4周后，在不同粒径中5环PAHs的去除率均高于2、3、4环中的去除率，且低环PAHs在较小粒径中去除率较高。接种降解菌 HPD-2后土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶活性得到明显提高。荧光定量 PCR分析结果表明，培养1周后 HPD处理组和环糊精（MCD）强化处理组的优势降解菌HPD-2丰度增大，培养4周时HPD处理及H+M处理HPD-2丰度显著上升。当培养至5周时，土壤中HPD-2的数量减少，恢复至培养1周时的降解菌数量。这与土壤中PAHs含量的动态变化具有一致性。
　　（2）运用Tenax TA树脂提取修复前后土壤中PAHs，并模拟了其三阶段解吸动力学过程。动力学过程模拟结果显示，添加MCD的处理，慢速解析与极慢速解析组分的比例较其他处理增大，Fsl及Fvl分别为1.942与2.363。而且修复4周过程中，Fsl及Fvl值逐渐增大，这说明MCD对土壤中PAHs的增溶作用越来越强。
　　（3）盆栽试验结果表明，紫花苜蓿-根瘤菌联合作用对土壤中PAHs具有明显的去除效果，其去除率达60％以上。不同粒径组分中PAHs含量分布表现为细砂＞粉砂＞粉粒＞黏粒，且PAHs含量达显著性差异。低环（2、3环）PAHs在各粒径组分中去除率较低（20%以下），四环PAHs的去除主要存在于粉砂及细砂中，5环PAHs的去除则主要存在于黏粒与粉粒中。研究还发现，低环PAHs在培养过程中可以在不同粒径组分间发生非均衡分配，以2环PAHs分配为主转为3环PAHs的分配，不同处理后3环PAHs所占比例明显升高。

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第一章 绪 论

1.1引言

1.2土壤中多环芳烃污染状况及生物修复研究进展

1.3 甲基β环糊精在多环芳烃污染土壤修复中的应用

1.4本研究目的、意义及研究内容

第二章 甲基β环糊精对不同粒径土壤中PAHs的微生物修复强化作用

2.1 材料与方法

2.2 结果与讨论

2.3 小结

第三章 甲基β环糊精强化微生物修复土壤中PAHs的三相解析动力学特征

3.1 材料与方法

3.2 结果与讨论

3.3小结

第四章 紫花苜蓿对土壤不同粒径组分中PAHs的微生物修复强化作用

4.1 材料与方法

4.2 结果与讨论

4.3 小结

第五章 总讨论与总结论

5.1总讨论

5.2 总结论

5.3 研究特色与创新点

5.3 本研究不足之处

致谢

参考文献

附录