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十溴联苯醚(BDE209)是一种应用较为广泛的阻燃剂,排放到环境中后,经光解、高温分解、生物及微生物降解等过程,会转化为多溴二苯并二英、多溴二苯并呋喃以及低溴代的联苯醚,更容易进入生物体,也引起更强的毒性作用。十溴联苯醚本身也具有潜在的致癌性,对子代的免疫功能产生影响。白腐真菌对异生物质有很强的分解能力,这决定了其在环境科学中的重要地位和作用。生物修复具有降解效率高、时间短、成本低、易操作等一些优势,已经发展为一种经济有效的土壤污染的治理方法。
本实验采用批试验的方法研究了白腐菌修复土壤十溴联苯醚污染。探讨了不同加菌量、不同土壤类型、不同投加菌方式、不同金属离子等因素对白腐菌降解十溴联苯醚的影响,并研究了以上不同条件下白腐菌降解土壤中十溴联苯醚的动力学。实验结果表明:
(1)加菌量对白腐菌修复十溴联苯醚污染土壤(污染水平为5 mg/kg)的影响试验结果表明:9片菌时十溴联苯醚的降解率最高,达到52.74%;3片菌和6片菌的十溴联苯醚降解率分别为50.07%和52.65%;同时发现9片菌和6片菌的十溴联苯醚降解率差异较小。因此,6片菌是污染水平为5mg/kg十溴联苯醚污染土壤的最佳加菌量。
(2)土壤处理方式对白腐菌修复十溴联苯醚污染土壤的影响试验结果表明:在非灭菌土土壤环境下,白腐菌对十溴联苯醚的降解效果较好,且其降解率达到52.65%;而在灭菌土土壤环境下,降解率仅为44.88%。这一结果说明非灭菌土更有利于白腐菌降解土壤中的十溴联苯醚。
(3)投加菌的方式对白腐菌降解十溴联苯醚污染土壤的影响试验结果表明:在二次投加菌的方式下,十溴联苯醚的降解率达到59%,高于在一次投加菌方式下十溴联苯醚的降解率52.65%。这说明,白腐菌的分次投加对十溴联苯醚的降解效果好于一次投加,降解率提高了约6.35%。
(4)对十溴联苯醚污染的赤红壤、红壤、砖红壤、水稻土和菜园土进行加菌处理和对照处理,试验结果表明:无论是加菌还是对照试验中,水稻土中十溴联苯醚降解率最高;加菌处理后,白腐菌对十溴联苯醚的降解率由高到低排序为:水稻土>红壤>赤红壤>砖红壤>菜园土,降解率分别为:53.74%,52.94%,52.65%,47.92%,37.76%。说明白腐菌降解十溴联苯醚受到土壤不同类型的影响,同时白腐菌对降解广东省大部分十溴联苯醚污染的土壤具有普适性。
(5)金属离子对白腐菌修复十溴联苯醚污染土壤的影响试验结果表明:白腐菌对Cu2+-十溴联苯醚复合污染的土壤的降解效果要优于Cd2+-十溴联苯醚复合污染土壤的降解效果。Cu2+-十溴联苯醚复合污染的土壤中,十溴联苯醚的浓度从4.7428 mg/kg降解至1.4607 mg/kg,白腐菌对十溴联苯醚的降解率达到69.20%,而在Cd2+-十溴联苯醚复合污染的土壤中,十溴联苯醚的浓度从4.8217mg/kg降至2.1867mg/kg,其降解率为54.65%,说明金属离子Cu2+和Cd2+均对白腐菌修复十溴联苯醚污染土壤具有一定的促进作用。
在不同加菌量、不同土壤处理方式、不同投加菌的方式、不同土壤类型和金属离子与十溴联苯醚复合污染条件下白腐菌对十溴联苯醚的降解反应符合一级动力学特征。
(6)不同污染水平下白腐菌降解土壤中十溴联苯醚的试验结果表明:不同十溴联苯醚污染的水平对白腐菌降解有显著影响,土壤中十溴联苯醚浓度越高,白腐菌对其降解效果越好。不同污染水平下,白腐菌对十溴联苯醚污染土壤的降解效果由高到底排序为:5mg/kg>2.5mg/kg,二者的降解率分别为:52.65%和48.16%。
在不同污染水平下白腐菌修复土壤十溴联苯醚污染的动力学研究结果表明:白腐菌对5mg/kg和2.5mg/kg这两种污染水平下的十溴联苯醚的降解反应符合一级动力学特征;在加菌处理污染水平为0.5mg/kg十溴联苯醚污染土壤的过程中,其一级动力学方程的相关性不高。
在不同的试验条件下白腐菌能够有效的修复土壤十溴联苯醚污染。