电气石联合微生物对沉积物物土壤中PAHs和OCPs污染修复研究

摘要

本文通过微生物、电气石、电气石辅助白腐真菌-黄孢毛皮革菌(P。chrysosporium)和强化电气石辅助P.chrysosporium对天津市大沽排污河沉积物和河岸土壤中多环芳烃(PAHs)和农药(OCPs)污染进行修复研究，建立了电气石辅助微生物新型修复技术。该研究为沉积物和土壤PAHs和OCPs污染的修复提供了理论依据，具有环境科学意义。主要研究内容如下：
　　 ⑴大沽排污河沉积物中PAHs和OCPs在不同沉积物中分布不同：1＃沉积物中16种优先控制的PAHs总含量为10.01±0.023 mg/kg，3＃沉积物中16种优先控制的PAHs总含量为2.03±0.018 mg/kg；1＃沉积物中OCPs的总含量为30.84±0.29 mg/kg，3＃沉积物中OCPs的总含量为94.66±0.98 mg/kg。而大沽排污河土壤16种优先控制的PAHs总含量为6.35±0.045 mg/kg，其中2-3环的PAHs含量低于4-6环PAHs含量；OCPs的总含量为145.92±1.92 mg/kg，其中异狄氏剂(77.11±5.12 mg/kg)占比例较大。
　　 ⑵大沽排污河沉积物修复至60 d时，P.chrysosporium对1＃和3＃大沽排污河沉积物中PAHs总降解率相对空白组分别提高了20.33％和21.40％；而OCPs总降解率相对空白组分别提高了23.19％和22.15％；电气石组对1＃和3＃沉积物中PAHs降解总量较空白组分别提高了21.6％和23.1％，对OCPs降解总量较空白组分别提高了21.2％和13.8％。电气石辅助P.chrysosporium组对1＃和3＃沉积物中PAHs降解总量较P.chrysosporium组分别提高了6.6％和13.1％，较电气石组分别提高了5.3％和11.4％，较空白组分别提高了26.9％和34.5％。对1＃和3＃沉积物中OCPs降解总量联合组较P.chrysosporium组分别提高了8.4％和8.1％，较电气石组分别提高了10.4％和16.4％，较空白对照组分别提高了31.6％和30.2％。
　　 ⑶大沽排污河土壤修复至60 d时，加入P.chrysosporium之后，PAHs总降解率提高了28.51％，2-3环、4-5环和6环PAHs降解率较空白组分别提高了35.89％、26.97％和17.96％，而OCPs总降解率提高了22.04％，其中p，p’-DDE的降解率提高了37.95％。电气石辅助P.chrysosporium组对大沽排污河土壤中PAHs和OCPs的总降解率较P.chrysosporium组分别提高了6.7％和6.3％，相对电气石组分别提高了21.3％和17.1％。
　　 ⑷大沽排污河沉积物和土壤中PAHs和OCPs的降解呈现的基本规律为电气石和黄孢毛皮革菌组>黄孢毛皮革菌组>电气石组>空白对照组或电气石和黄孢毛皮革菌组>电气石组>黄孢毛皮革菌组>空白对照组；且随着降解天数的增加，电气石和黄孢毛皮革菌联合对目标污染物的降解较降解初始阶段增加幅度减小。
　　 ⑸表面活性剂和营养盐强化电气石辅助黄孢毛皮革菌修复较联合组对PAHs和OCPs有不同程度的提高；对不同环数PAHs促进作用不同，对4-6环PAHs促进作用更加明显。三种表面活性剂对联合组修复PAHs的促进作用效果最好的剂量是分别是2 g/kg的TW80、0.5g/kg的HPCD和5g/kg的鼠李糖脂，较电气石辅助黄孢毛皮革菌联合组分别提高了16.3％、15.2％和18.3％。两种营养盐对联合组修复PAHs效果最好的剂量是分别是50g/kg的氯化铵和50g/kg的硝酸铵，较电气石辅助黄孢毛皮革菌组分别提高了7.4％和9.6％。对于OCPs强化修复而言，修复效果最好的剂量分别为0.4g/kg的Tw80、5g/Kg的HPCD、5 g/Kg的鼠李糖脂、50 g/Kg的氯化铵和50 g/Kg的硝酸铵。
　　 ⑹修复机理研究表明，电气石促进土壤过氧化氢酶、转化酶和脲酶酶活分泌；土壤腐殖酸的相对含量随着修复天数的增加而减少，同时，FTIR图谱显示在2372 cm-1处峰在加入电气石的土壤组出现，均证实明电气石对土壤腐殖酸有影响且导致土壤腐殖酸吸附能力或者极性下降。因此，电气石能促进土壤中PAHs和OCPs降解。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

第一节 研究背景

1.1.1 多环芳烃危害及在沉积物和土壤中的含量

1.1.2 农药危害及在沉积物和土壤中的含量

第二节 微生物修复技术

1.2.1 微生物修复现状

1.2.2 微生物修复的缺陷

1.2.3 强化微生物修复技术

第三节 电气石的环境应用

第四节 本论文研究背景及内容

第二章 电气石辅助黄孢毛皮革菌对天津市大沽排污河沉积物中PAHs和OCPs污染修复

第一节 引言

第二节 材料与方法

2.2.1 供试微生物

2.2.2 实验材料

2.2.3 实验方法

第三节 沉积物理化性质

第四节 天津市大沽排污河沉积物中PAHs和OCPs分布

2.4.1 天津市大沽排污河沉积物中PAHs分布

2.4.2 天津市大沽排污河沉积物中OCPs分布

第五节 P.chrysoslaorium对沉积物中PAHs和OCPs污染修复

2.5.1 P.chrysosporium对沉积物中PAHs污染修复

2.5.2 P.chrysosporium对沉积物中OCPs污染修复

第六节 电气石辅助P.chrysosporium对沉积物中PAHs和OCPs污染修复

2.6.1 电气石辅助P.chrysosporium对沉积物中PAHs污染修复

2.6.2 电气石辅助P.chrysosporium对沉积物中OCPs污染修复

第七节 结论

第三章 电气石联合黄孢毛皮革菌对土壤中PAHs和OCPs污染修复研究

第一节 引言

第二节 材料与方法

3.2.1 供试微生物

3.2.2 实验材料

3.2.3 实验方法

第三节 土壤理化性质

第四节 天津市大沽排污河土壤中PAHs和OCPs分布

3.4.1 天津市大沽排污河土壤中PAHs分布

3.4.2 天津市大沽排污河土壤中OCPs分布

第五节 P.chrysosporium对大沽排污河土壤中PAHs和OCPs的污染修复

3.5.1 P.chrysosporium对大沽排污河土壤中PAHs污染修复

3.5.2 P.chrysosporium对大沽排污河土壤中OCPs污染修复

第六节 电气石辅助P.chrysosporium对土壤中PAHs和OCPs污染修复

第七节 结论

第四章 电气石-黄孢毛皮革菌对土壤中PAHs OCPs污染强化修复研究

第一节 引言

第二节 材料与方法

4.2.1 供试微生物

4.2.2 买验材料

4.2.3 实验方法

第三节 表面活性剂强化电气石-黄孢毛皮革菌大沽排污河岸土壤中PAHs和OCPs污染修复

4.3.1 表面活性剂强化电气石-黄孢毛皮革菌大沽排污河岸土壤中PAHs污染修复

4.3.2 表面活性剂强化电气石-黄孢毛皮革菌大沽排污河岸土壤中OCPs污染修复

第四节 营养盐强化电气石-黄孢毛皮革菌大沽排污河岸土壤中PAHs和OCPs污染修复

4.4.1 营养盐强化电气石-黄孢毛皮革菌大沽排污河岸土壤中PAHs污染修复

4.4.2 营养盐强化电气石-黄孢毛皮革菌大沽排污河岸土壤中PAHs污染修复

第五节 结论

第五章 电气石-黄孢毛皮革菌对土壤污染修复机理

第一节 引言

第二节 材料与方法

5.2.1 实验材料

5.2.2 试验方法

5.2.3 红外光谱分析

第三节 天津市大沽排污河河岸土壤中过氧化氢酶

5.3.1 电气石辅助P.chrysosporium对土壤中过氧化氢酶的影响

5.3.2 表面活性剂和营养盐对土壤中过氧化氢酶的影响

第四节 大沽排污河河岸土壤修复过程转化酶的活性

5.4.1 葡萄糖溶液标准曲线

5.4.2 电气石辅助黄孢毛皮革菌对土壤中转化酶的影响

5.4.3 表面活性剂和营养盐对土壤中转化酶的影响

第五节 土壤中脲酶的活性

5.5.1 脲酶标准曲线

5.2.2 电气石辅助黄孢毛皮革菌对土壤中脲酶的影响

5.5.3 表面活性剂和营养盐对土壤中脲酶的影响

第六节 沉积物和土壤中腐殖酸

5.6.1 大沽排污河沉积物腐殖酸

5.6.2 大沽排污河土壤中腐殖酸

第七节 结论

第六章 结论与展望

第一节 研究结论

第二节 研究特色与创新方法

第三节 展望

参考文献

致谢

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果