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近年来,运用微生物技术治理环境污染日益受到人们的重视,并在有机物污染土壤的生物修复中显示出了良好的应用前景,但接种微生物容易受到环境条件的影响,修复效率也亟待进一步提高。针对这些方面,本文提出了应用专性降解菌和丛枝菌根真菌联合修复有机污染土壤的新思路。以绿豆(Semen Phaseoli Radiati)为供试植物,在温室盆栽条件下研究了接种DEHP专性降解菌和丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhiza,AM)对DEHP污染土壤的生物修复作用。
在温室盆栽条件下研究了DEHP对土壤脱氢酶活性以及土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,施加DEHP显著抑制了土壤脱氢酶活性,30 d时与对照相比降低了约30%,第60 d时尽管有一定程度的回升,但仍明显低于对照P<0.05)。BIOLOG结果可以看出,DEHP显著影响了土壤微生物的多样性,土壤微生物群落的Shannon、Simpson、McIntosh指数和均度均显著低于无污染的对照,说明DEHP降低了土壤微生物群落的功能多样性。种植植物促进了土壤脱氢酶活性和微生物活性,但未消除DEHP对土壤微生物的影响。
从某化工厂的活性污泥中分离到两株能高效降解DEHP的细菌DW1和DH3,能够以DEHP为唯一碳源和能源生长。通过生理生化试验和16s rDNA测序,初步鉴定分别为Bacillus sp.(DWl)和Gordonia sp.(DH3)。研究表明,两株细菌均可以耐受较高浓度的DEHP,在7 d的时间内对摇瓶中2000 mg L-1的DEHP降解率都达到95%以上,降解DEHP的最适温度和pH值分别是30℃和8.0(DW1)以及30℃和9.0(DH3)。降解曲线显示,菌株对DEHP的降解先要经过一个短暂的延滞期,然后再进入降解对数期,并且DEHP的降解与菌株的生长有很好的相关性。
温室盆栽条件下研究了接种两株降解菌对土壤中DEHP的降解作用,以及土壤中添加葡萄糖和种植植物对其降解效率的影响。结果表明,单独接种两种降解菌或接种其混合菌悬液都可显著提高土壤中DEHP的降解速率,DEHP的残留半衰期比不接种对照缩短了32 d-48 d,而在相同条件下接种不同降解菌的处理之间没有显著差异。土壤中添加葡萄糖虽然可以强烈地促进土壤微生物的整体活性,但并没有提高修复效率,反而在短期内延缓了降解菌对DEHP的降解,延长了DEHP在土壤中持留的半衰期;种植植物显著降低土壤中DEHP的残留浓度,提高了降解效率。试验结果同时也表明,只添加葡萄糖或种植植物本身对土壤中DEHP的降解并没有显著的影响。
盆栽试验研究了接种专性降解菌与丛枝菌根真菌对黄棕壤和红壤中DEHP的降解作用及其对植物生长的影响。试验设AM真菌Acaulospora90034、降解菌Bacillus sp.DW1和Gordonia sp.DH3单独接种以及互相组合的联合接种等处理,同时设置不接种的对照,苗后60 d收获植株。结果表明,在两种土壤中,AM真菌都能很好的侵染绿豆的根系。菌根侵染提高了绿豆地上部分的干重,而对根系的干重则没有显著的影响,同时菌根侵染也促进了绿豆的P营养,但接种DW1与DH3对菌根侵染率与绿豆生长都没有显著影响。三种菌剂无论是单独或者联合接种都能显著促进两种土壤中DEHP的降解。结果表明,高效降解菌与AM真菌联合接种对DEFIP的降解能起到很好的协同作用,降解效率最高。同时,AM真菌的侵染降低了DEHP在绿豆地上部分的吸收,尤其是在豆荚中的吸收,这对于食品安全性具有非常重要的意义。以上研究结果都为DEHP污染农田土壤的生物修复提供了理论依据。