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多环芳烃(PAHs)是一类由碳氢原子组成的化合物,它们具有很强的毒性,致癌性和致突变性,并且在土壤中普遍存在。多环芳烃通常来源于不完全裂解和不完全燃烧的产物,因此石油、煤炭、沥青、防腐油和焦油中都含有大量多环芳烃。部分煤矿开采中的煤矸石和矿坑排水及煤矸石淋滤水都含有一定量的PAHs。多环芳烃具有疏水性,能和土壤颗粒强烈结合。另外,土壤中的多环芳烃还因长期解吸附和溶解作用而进入地下水。现在,很多国家都有土壤遭受多环芳烃污染的问题。因此,修复多环芳烃污染土壤是一个迫切的任务。本文通过固定化微生物对污染土壤中PAHs的降解研究,目的是为多环芳烃污染土壤的修复开辟一条新的途径。文中研究的微生物主要分为两组,即土著微生物和引进微生物,每一组中又分别包含细菌和真菌,目的是同时考察土著菌与引进菌,细菌与真菌对污染物Pyr和BaP的修复效果。
论文通过菌种的筛选,分别确定了土著菌和引进菌各6株优势降解菌(各含3株细菌和3株真菌),并采用固定化包埋的方法对这几株菌进行单株固定和混合固定,考察经固定后的微生物对土壤中Pyr和BaP的降解效果。实验通过降解率及动力学分析显示:无论是土著菌还是引进菌经固定化包埋后对污染物Pyr和BaP的降解效果明显好于游离菌,半衰期也大大缩短,并且混合固定菌的效果普遍好于单株固定菌。土著菌中降解效果较好的菌株有IMB09、IMB02-09、IMF06和IMF05-06;引进菌中降解效果较好的菌株有IMB67、IMB61-67、1MY220和IMY219-220,对这四株固定菌的微环境作了SEM分析,结果显示:固定化载体内部存在一定网状结构,为微生物的生长提供了良好的生存空间。
同时对降解率较好的四株固定菌进行了环境因子影响的进一步研究,实验结果显示:当环境胁迫因子存在时,固定化微生物的降解效果没有明显改变,而游离菌降解趋势明显下降,这说明微生物在载体的屏蔽下,耐受性明显提高。共代谢底物的投加,有利于微生物对污染物的降解。在土壤不灭活的情况下,固定化微生物仍存在一定的降解优势。固定化漆酶的初步研究证明其对PAHs有较好的降解效果,实际应用时应考虑成本的问题。以上实验结果为固定化微生物对有机污染土壤的异位修复提供一定的理论基础。