納米Fe0-Fe3O4協(xié)同好氧微生物對土壤中PCBs的降解研究.pdf

1、多氯聯(lián)苯（Polychlorinatad biphenyls）是一類具有高毒性、持久性、疏水性等性質(zhì)的有機(jī)化學(xué)污染物。本文研究了納米Fe及其化合物協(xié)同好氧微生物假單胞菌降解土壤中的多氯聯(lián)苯（PCBs）。以被PCBs污染的黃褐土為主要供試土壤，通過分析最適合好氧微生物生長的溫度、pH；具有最佳降解效果的納米鐵及其化合物；最適宜的納米Fe3O4投加量、好氧微生物假單胞菌接菌量；不同濃度PCBs污染的黃褐土、被PCBs污染的不同理化性質(zhì)的的土

2、壤對納米Fe3O4協(xié)同好氧微生物假單胞菌降解PCBs的影響；納米Fe3O4脫氯降解PCBs的產(chǎn)物、好氧微生物假單胞菌降解PCBs的產(chǎn)物以及納米Fe3O4、聯(lián)苯對好氧微生物假單胞菌的作用，研究了納米Fe3O4協(xié)同好氧微生物降解PCBs的最佳條件以及機(jī)理。主要得到如下研究結(jié)果：
　　1.納米Fe及其化合物對不同氯取代個數(shù)的PCBs的降解效果有所差異。納米Fe0、FeS（鐵礦）、納米α-Fe2O3、納米γ-Fe2O3、納米Fe3O4、K

3、2FeO4的投加量均為25 g·L-1時，溶液中PCB30的殘留率為50.65％、77.84%、70.65%、71.35%、61.10%、49.42%；PCB77的殘留率為57.04%、82.74%、77.94%、78.89%、65.03%、61.38%。混合納米Fe0、納米Fe3O4，改變兩者投加比例，不能明顯降低PCBs的殘留率。
　　2.從被舊電器滲濾液污染的土壤中篩選出一株能以PCBs為唯一碳源生長的PCBs降解菌。利用細(xì)

4、菌通用引物擴(kuò)增降解菌的16S rDNA，得到1500 bp的片段，經(jīng)過純化、測序后可初步鑒定該菌株為假單胞菌Pseudomonas sp.。經(jīng)在Genbank中利用軟件Blast進(jìn)行同源性比較，與草莓假單胞菌Pseudomonas sp. fragi同源性為75%。以PCBs為唯一碳源時，25℃、pH=7、150 r·min-1條件下培養(yǎng)7 d，無機(jī)鹽培養(yǎng)基中PCB30的殘留率為67.3%，PCB77的殘留率為69.59%。從好氧微生物

5、假單胞菌的生長曲線可以看出：PCBs為好氧微生物假單胞菌提供碳源，維持其生長，好氧微生物假單胞菌需經(jīng)過2d的適應(yīng)期進(jìn)入對數(shù)期，經(jīng)過5d進(jìn)入衰亡期。
　　3.納米Fe3O4協(xié)同好氧微生物降解PCBs受到降解菌接菌量、納米Fe3O4投加量、PCBs濃度、土壤性質(zhì)的影響。降解菌接菌量在0-0.8 mL（1*109 cfu·mL-1），納米Fe3O4投加量在0-16.7 g·kg-1，PCB30、PCB77濃度在0-10 mg·kg-1范

6、圍內(nèi)時，PCB30、PCB77殘留率隨著降解菌接菌量、納米Fe3O4投加量以及PCB30、PCB77濃度的增大而降低。降解菌接菌量為0.8 mL，納米Fe3O4投加量為16.7 g·kg-1，PCB30、PCB77濃度為10 mg·kg-1時，黃褐土中PCB30的殘留率為26.28%，PCB77的殘留率為28.22%；紅壤PCB30殘留率為32.51％；砂姜黑土PCB30殘留率為51.32％；不同土壤對納米Fe3O4協(xié)同好氧微生物降解P

7、CBs有顯著影響。
　　4.通過研究納米Fe3O4、聯(lián)苯對好氧微生物假單胞菌降解PCBs的作用，以及使用GC-MS分析納米Fe3O4脫氯降解PCB28產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)納米Fe3O4對好氧微生物降解PCB28有促進(jìn)作用。納米Fe3O4通過脫氯降解PCBs生成聯(lián)苯降低了PCB28的毒性。當(dāng)降解菌接種量為0.8 mL，PCB28濃度為10 mg·kg-1時，未添加聯(lián)苯的處理組PCB28的殘留率為64.87%，添加2 mg·kg-1的聯(lián)苯的處理

8、組PCB28的殘留率為59.43%，添加聯(lián)苯的處理組降解效果優(yōu)于未添加組，并且好氧微生物假單胞菌更快進(jìn)入對數(shù)期，說明納米Fe3O4脫氯降解生成聯(lián)苯有利于好氧微生物假單胞菌的生長，最終提高好氧微生物假單胞的生長量而提高對PCBs的降解。同時未投加納米顆粒處理組好氧微生物假單胞菌的OD600值高于投加納米Fe0顆粒處理組，低于投加納米Fe3O4顆粒處理組，說明納米Fe0對好氧微生物假單胞菌生長有一定抑制作用，納米Fe3O4對好氧微生物假單胞