生物炭對壬基酚及其同分異構(gòu)體吸附-降解耦合作用與機(jī)理.pdf

1、生物炭(Biocohar，BC)是疏水性有機(jī)污染物(HOCs)的超級吸附劑，在HOCs污染修復(fù)方面具有良好的應(yīng)用前景。目前針對BC對HOCs歸趨影響的研究主要集中在兩個方面:一方面，BC會通過抑制HOCs的生物有效性，降低其降解速率，延長其半衰期;另一方面，BC能有效促進(jìn)微生物的生長繁殖，加快HOCs的降解。至于這兩方面哪個是主要的，BC的存在會促進(jìn)還是抑制HOCs的長期降解，尚缺乏系統(tǒng)研究。為了探明該問題，本文以典型的環(huán)境雌激素壬基酚

2、(Nonylphenol，NP)作為目標(biāo)污染物，系統(tǒng)研究了水稻秸稈BC-微生物體系對NP污染水體的修復(fù)作用與機(jī)理，一方面研究了不同BC添加水平下NP的降解行為，結(jié)合Tenax解吸模型量化了不同吸附形態(tài)NP的生物降解性能;另一方面探討了BC對NP同分異構(gòu)體降解的影響，分析了降解前后NP的成分變化及BC對NP同分異構(gòu)體歸趨的影響。取得的主要結(jié)果如下：
　　(1)以NP為唯一C源，從錢塘江沉積物中篩選得到NP降解混培物，將該混培物不斷分

3、離純化，得到NP降解純菌N-1，經(jīng)鑒定為Pseudoxanthomonas sp.，命名為Pseudoxanthomonas sp.N-1。通過正交試驗(yàn)確定NP降解混培物和Pseudoxanthomonas sp.N-1對NP的最適降解條件均為溫度30℃，pH7.0，且在該條件下，兩者對10mg/L NP的7d降解率分別為85.6和80.6％。
　　(2)鑒于BC的強(qiáng)吸附能力，NP濃度較低（C0=6和30mg/L）時，添加BC會抑

4、制NP的微生物降解;NP濃度較高（C0=50和100mg/L）時，適量BC短期內(nèi)能夠降低水相NP濃度，從而緩解NP對微生物的急性毒性，促進(jìn)NP的降解。長期條件下，BC的存在促進(jìn)微生物的生長繁殖，有利于形成生物膜，減小水-固傳質(zhì)阻力，實(shí)現(xiàn)NP的穩(wěn)定去除。因此，對某一特定NP濃度，存在合適的BC劑量使BC通過促進(jìn)微生物生長加快NP降解的積極作用大于BC吸附對NP生物有效性的消極作用，實(shí)現(xiàn)BC-微生物對NP的耦合修復(fù)，降低NP殘留。
　

5、　(3)降解過程中三種形態(tài)NP，快速解吸態(tài)(frap）、慢速解吸態(tài)(fslow）和難解吸態(tài)(fr），都逐漸減少，其中fr降低最為顯著（P＜0.01）。frap、fslow和fr三者降解能力的數(shù)學(xué)模型量化結(jié)果，以及降解組分（fbio）與frap和frap+fslow的線性關(guān)系都說明frap和fslow具有良好的微生物降解能力，同時fr也能被部分降解，其降解能力受NP濃度和BC劑量的雙重影響。
　　(4) NP同分異構(gòu)體的降解存在結(jié)構(gòu)

6、-降解特性，即不同結(jié)構(gòu)NP異構(gòu)體的生物降解能力不同，其降解能力隨C鏈長度增加而增強(qiáng)，隨α-取代基和β-取代基的復(fù)雜而減弱。過量BC的添加抑制了所有NP異構(gòu)體的降解，適量BC的添加促進(jìn)了大多數(shù)NP異構(gòu)體的降解，而對NP194和NP193a+b的降解卻沒有顯著影響，這是因?yàn)镹P194和NP193a+b結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物降解能力較差，使之成為NP殘留的主要成分。
　　綜上所述，本研究闡明了BC-微生物聯(lián)用在NP污染修復(fù)中的作用，在合適的BC