论文部分内容阅读
近年来,随着我国一系列城市发展策略的实施,大量工业企业关停或转迁,进而暴露出大量蓄积多年的工业污染场地。多环芳烃作为工业场地中典型的污染物之一,对生态环境和人体健康均具有严重威胁,针对多环芳烃污染场地修复技术的研究也受到人们的广泛关注。本研究以中国山东某钢铁工业场地作为研究对象,探究了场地土壤中的微生物群落结构与污染物浓度之间的相关关系,针对场地中典型的污染物——多环芳烃菲,进行了高效降解菌筛选、降解性能、降解机理的研究,并将所筛选的高效降解菌与化学氧化剂过硫酸盐联用,探究了化学氧化-微生物联合修复技术对菲污染土壤的修复性能。本研究的主要结果如下:(1)中国山东某钢铁工业污染场地土壤以多环芳烃污染为主,重金属污染程度较轻。焦化区内微生物多样性显著低于非焦化区(所有p值均<0.05),微生物群落结构也具有显著差异(p=0.001)。环境因子关联分析结果表明,重金属砷、有机污染物多环芳烃和重金属铬等污染物以及土壤含水率、总氮含量、总磷含量等土壤理化性质是导致该工业场地内微生物群落结构差异的主要因素。(2)以菲为唯一碳源和能源,从该场地多环芳烃污染土壤中筛选分离出一株能够高效降解多环芳烃菲的降解菌食酸菌Acidovorax sp.JG5。该菌最适生长温度为30℃,最适pH为7.0,最适NaCl盐度为00.5%。Acidovorax sp.JG5可完全降解浓度为100200 mg·L-1的菲,对于5001500 mg·L-1的高浓度菲降解效率也可达95%以上。Acidovorax sp.JG5对菲的代谢途径主要为通过同时氧化菲的C3-C4和C9-C10位点,以菲→3,4-菲二醇→2-羟基-1-萘甲酸途径,和菲→9,10-菲二醇→9,10-菲醌→2,2’-联苯二甲酸两条途径,将菲代谢为邻苯二甲酸和水杨酸,进入TCA循环而完成代谢。(3)将上述筛选出的高效菲降解菌Acidovorax sp.JG5与营养物质、化学氧化剂过硫酸盐共同作用于菲污染土壤,探究了低浓度过硫酸盐预氧化后,耦合不同微生物强化或刺激处理下土壤中菲的降解率和修复效应。结果表明,化学氧化与微生物修复技术联合可有效提高土壤中菲的降解效率。化学预氧化后加入高效降解菌和营养物质强化微生物对菲的降解,最终降解效率可提高8.08%18.59%。同时添加高效降解菌Acidovorax sp.JG5和营养物质N对土壤中菲的降解促进作用最强。