堆肥处理多环芳烃污染的土壤

摘要

本文针对多环芳烃对土壤的污染现状,以蒽作为多环芳烃的典型代表,配制蒽污染的土壤,采用好氧静态堆肥技术对其进行处理,以堆肥时间和蒽的降解为控制变量,对蒽的初始浓度、C/N比、含水率、通风量、外加微生物和表面活性剂对蒽降解的影响进行了研究,同时还对堆肥过程中土壤的有机质含量、总氮含量、含水率、pH值、细菌数量和蒽含量随时间的变化规律以及微生物的多样性进行了探讨。
　　 土著微生物堆肥的实验结果表明,当蒽的初始浓度为500mg/kg,C/N比为25:1,含水率为60％,通风量为0.2m3/h时,蒽的处理效果最好。堆肥过程中土壤的有机质含量、总氮含量、含水率和蒽含量随时间的延长在总体上是减小的,pH值随时间的延长而略微增大,细菌的数量先增多后减少再增多。该过程中微生物多样性研究的实验结果表明,随着堆肥时间的延长,堆肥土样中微生物种群的多样性先减少,后增加；同时还发现堆肥土样中降解蒽的优势菌群有较好的多样性(共9种),这非常有利于蒽污染土壤的堆肥处理。
　　 通过三种表面活性剂(LAS、CTAB和Tween-80)对土壤蒽吸附影响的研究结果表明,当土壤中蒽的解吸量达到50％时,LAS的用量是最少的,为197mg/g土。通过考察LAS对堆肥过程中蒽降解率的影响表明,加入LAS后,堆肥土壤中蒽的降解率从50.34％提高到76.44％,这说明L,AS对堆肥土壤中蒽的降解有强化作用。
　　 前期从石油污染土壤中筛选得到的四种细菌T1、T2、T3、T4对蒽降解的实验结果表明,菌种T2对蒽的降解率最高。菌种T2的培养条件研究的结果表明,当接种量为5％、pH为6、温度为35℃,蒽的初始浓度为40mg/L时,最适合菌种T2的生长。菌种T2对蒽的降解动力学实验的结果表明,蒽的残留质量Y(mg)与时间x(h)符合方程Y=2.544e(-0.00275)X。菌种T2对堆肥过程中蒽降解率的影响的实验结果表明,加入菌种T2后,堆肥土壤中蒽的降解率从50.34％提高到64.33％,这说明菌种T2对堆肥土壤中蒽的降解有强化作用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题来源与选题依据

1.2 国内外研究现状分析

1.2.1 PAHs污染土壤的可行处理技术

1.2.2 PAHs污染土壤生物修复的强化方法

1.2.3 有机污染土壤的堆肥处理技术

1.3 课题的研究目标、研究内容和拟解决的关键问题

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 拟解决的关键问题

1.4 课题的研究方法、技术路线及其可行性分析

1.4.1 研究方法

1.4.2 技术路线

1.4.3 可行性分析

第二章 土著微生物堆肥处理蒽污染土壤的研究

2.1 实验目的

2.2 实验仪器及药品

2.2.1 实验仪器

2.2.2 实验药品

2.3 实验方法

2.3.1 土壤样品的采集及制备

2.3.2 堆肥

2.3.3 土壤理化性质的测定

2.3.4 种群数量测定--平板菌落计数法

2.3.5 蒽含量的测定

2.3.6 细菌基因组DNA的提取

2.3.7 基因组DNA的PCR扩增

2.3.8 PCR产物的DGGE分析

2.4.结果与讨论

2.4.1 堆肥土样的有机质含量、总氮含量、含水率、pH值、细菌数量和蒽含量随时间的变化规律

2.4.2 堆肥过程中的各个因素对葸降解的影响

2.4.3 堆肥过程中的微生物多样性研究

2.5 小结

第三章 表面活性剂对蒽污染土壤堆肥处理影响的研究

3.1 实验目的

3.2 实验仪器及药品

3.2.1 实验仪器

3.2.2 实验药品

3.3 实验方法

3.3.1 蒽-甲醇水溶液标准曲线的绘制

3.3.2 土壤对蒽的吸附预实验

3.3.3 吸附平衡实验

3.3.4 表面活性剂对蒽吸附的影响

3.3.5 表面活性剂对蒽降解的影响

3.4 结果与讨论

3.4.1 土壤对蒽的吸附作用的研究

3.4.2 表面活性剂对土壤中蒽的解吸作用的研究

3.4.3 三种表面活性剂的比较

3.4.4 表面活性剂对蒽污染土壤堆肥处理的强化作用的研究

3.5 小结

第四章 外加微生物对蒽污染土壤堆肥处理影响的研究

4.1 实验目的

4.2 实验仪器及药品

4.2.1 实验仪器

4.2.2 实验药品

4.3 实验方法

4.3.1 外加微生物的选择

4.3.2 菌种最佳培养条件的研究

4.3.3 菌种对蒽的降解动力学研究

4.3.4 外加微生物对堆肥过程中蒽降解的影响

4.4 结果与讨论

4.4.1 外加微生物的选择

4.4.2 培养条件对菌种T2发酵的影响

4.4.3 蒽降解动力学实验

4.4.4 菌种T2的加入对堆肥中蒽降解率的影响

4.5 小结

结论

参考文献

附录

附录 A土壤理化性质的测定

附录 B标准曲线的绘制

附录 C细菌基因组DNA提取试剂盒使用方法

附录 D PCR扩增

附录 E基因组DNA及PCR产物琼脂糖电泳

附录 F DGGE实验方法

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢