RL-Fe~0-C联合强化微生物厌氧-好氧修复DDTs污染土壤技术研究

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滴滴涕(DDTs)是农田土壤中普遍存在的典型有机氯农药,具有高疏水性和生物难降解性。土壤DDTs污染不但对土壤生态系统造成危害,还会严重威胁人类的身体健康。土壤DDTs污染微生物修复因其成本低、操作简单、绿色环保而受到相关学者广泛关注。针对目前土壤DDTs微生物修复效率低及其代谢产物毒性高、难降解的现状,本研究以DDTs污染土壤为研究对象,通过批实验进行了鼠李糖脂(RL)、丙酮酸钠(C)、纳米零价铁(Fe~0)联合强化微生物顺序厌氧-好氧修复DDTs污染土壤技术研究,筛选适宜土壤DDTs污染的高效微生物修复技术,并对其修复机理进行讨论。其具体研究成果如下:(1)研究了不同浓度RL、C、Fe~0强化微生物厌氧-好氧处理对土壤中DDTs去除率影响情况。实验结果表明:RL、C和Fe~0各个单一强化及联合强化微生物顺序厌氧-好氧处理均可以有效提高土壤DDTs去除率,但与单一强化处理对比,RL、C和Fe~0联合强化微生物顺序厌氧-好氧处理土壤DDTs去除率更高(P<0.05)。不同浓度RL、C和Fe~0联合强化微生物顺序厌氧-好氧处理土壤DDTs去除率为43.05%-68.81%,其中,RL5+Fe~00.5+C30强化厌氧-好氧处理90d时,土壤DDTs去除率为68.81%,较CK处理提升了61.93%,较单一RL、Fe~0和C处理分别提升了42.93%、34.33%和45.16%。(2)研究了RL、C和Fe~0强化微生物顺序厌氧-好氧处理对土壤DDTs组成的影响情况。实验结果表明:不同浓度RL、C和Fe~0联合强化顺序厌氧-好氧处理更显著地提升了污染土壤中毒性强、难降解的p,p’-DDT、p,p’-DDE组分的去除率(P<0.05),避免了代谢产物p,p’-DDE在土壤中的积累。其中,RL5+Fe~00.5+C30联合强化微生物顺序厌氧-好氧处理(90d)时土壤p,p’-DDT、p,p’-DDE去除率分别达到96.90%、60.87%,比单一RL处理分别提高51.95%、31.90%,比单一Fe~0处理分别提高11.85%、47.43%,比单一C处理分别提高65.50%、43.18%。(3)RL5+Fe~00.5+C30强化微生物厌氧处理60d时,土壤DDTs、p,p’-DDT和p,p’-DDE去除率分别为54.95%、93.49%和50.15%,分别占联合强化顺序厌氧-好氧处理90d去除率的79.86%、96.48%和82.39%;联合强化好氧处理土壤DDTs、p,p’-DDT、和p,p’-DDE去除率分别为13.86%、3.41%和10.73%,分别占联合强化顺序厌氧-好氧处理90d去除率的20.14%、3.52%和17.61%;土壤DDTs、p,p’-DDT、和p,p’-DDE厌氧-好氧去除比分别为3.97、27.42和4.70。(4)探讨了RL、C和Fe~0联合强化微生物顺序厌氧-好氧处理促进土壤中DDTs的去除机理。在RL-Fe~0-C联合体系中,RL、C和Fe~0的协同作用是促进土壤DDTs高效去除的关键。Fe~0通过失去电子使土壤还原促进土壤DDTs还原脱氯,环境Fe~0与C起到电子受体与电子供体的作用,促进了DDTs与电子受体、供体之间的电子转移能力,去除Fe~0反应生成的钝化层,从而增强DDTs厌氧处理中的还原脱氯效果。同时加入RL与Fe~0之间的基团相互作用,增强DDTs生物有效性,进一步提高对DDTs的去除能力,促进DDTs高效降解。
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