可渗透反应墙（PRB）技术是上个世纪90年代发展起来的一项新兴技术,在这项技术中多采用零价铁、活性炭、沸石等非生物为主的材料作为装填介质,由于其具有投资少,扰动小,对污染物可以长期治理等优点,近十年来得到迅速发展。但在PRB技术中以固定化微生物作为装填材料的研究很少见,特别是到目前为止尚未见到利用聚乙烯醇作为微生物固定化载体制成生物反应墙进行地下水修复的研究。生物固定化技术是现代生物工程领域中的一项新兴技术,与传统的生物修复技术相比,具有生物密度高、耐毒性等优点。在各种微生物的固定化方法中,尤其以利用高聚物在形成凝胶的过程中,将微生物包埋在其内部的包埋法,其优点更为突出,当前研究最广泛。聚乙烯醇是一种新型的微生物包埋固定化载体,它具有机械强度高、化学稳定性好、抗微生物分解性能强、对微生物无毒、价格低廉等一系列优点,是一种具有实用潜力的包埋材料。最成熟的聚乙烯醇制作固定化小球的方法是:将PVA溶解后再加入少量海藻酸钠充分混合,混合液冷却后再加入菌悬液充分混合,然后滴入饱和硼酸与CaCl₂的混合液中,固化一段时间后取出。但是,这种方法存在着固定化小球随着时间的增长,颗粒膨胀、所占体积增大、机械强度大大减小、固定化小球相互粘连的问题。针对这类问题,本文利用膨润土、硅藻土对聚乙烯醇的改性方法进行了改进,优化了最佳改性条件,并制成两种生物微球A和B,对他们的降解特性和抗冲击能力进行了研究,并进行了地下水污染室内模拟。得出如下主要结论:1.膨润土改性聚乙烯醇小球的最佳改性方法为:将10.8%聚乙烯醇和0.1%海藻酸钠在95～100℃水浴中加热溶解后,加入1.8%膨润土、0.9%活性炭,混匀后于120℃高压蒸汽灭菌20min,冷却到室温后,用注射器将该混合液滴入1%CaCl₂-饱和硼酸混合液,然后在4℃下交联24小时。该法制得的膨润土改性聚乙烯醇小球机械性能和溶胀行为均有很大改善。2.生物微球A降解阿特拉津的最佳条件为:pH范围为6～11,葡萄糖为最佳辅助碳源,葡萄糖浓度在1.0%以上为宜。3.硅藻土改性聚乙烯醇小球的最佳改性条件为:9%聚乙烯醇和1%海藻酸钠在95～100℃水浴中加热溶解后,加入16%硅藻土,混匀后于120℃高压蒸汽灭菌20min,冷却到室温后,用注射器将该混合液滴入3%CACl₂-饱和硼酸混合液,然后在4℃下交联26小时。该法制得的硅藻土改性聚乙烯醇小球机械性能和溶胀行为均也有很大改善。4.生物微球B降解阿特拉津的最佳条件为:阿特拉津浓度为8mg/L,pH值为7,葡萄糖为最佳辅助碳源,葡萄糖在0.4%以上为宜。生物微球B的耐冲击能力试验结果显示,生物微球B在有毒物质存在的条件下、极端pH值条件下、寡碳条件下,对阿特拉津的去除能力均高于游离细菌。5.模拟地下水环境,研究生物微球A和B对阿特拉津的去除效果。生物微球A的室内模拟试验结果表明:当进水阿特拉津浓度为10mg/L时,去除率为55%—73%;当进水阿特拉津浓度为20mg/L时,去除率为46%—53%。生物微球B的室内模拟试验结果表明:当进水阿特拉津浓度为16mg/L时,去除率为61%—74%。6.与生物微球A相比,生物微球B具有聚乙烯醇添加量少,不添加昂贵的粉末活性炭,制作容易,辅助碳源-葡萄糖的添加量少,阿特拉津去除率高等优点。因此,选择生物微球B作为地下水污染原位修复的生物可渗透反应墙新型装填介质进行后续研究。