蚯蚓-微生物體系強(qiáng)化修復(fù)土壤芘污染的研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,土壤污染日益加劇。多環(huán)芳烴(PAHs)是一類廣泛存在于土壤中的持久性有機(jī)污染物,大多具有致癌、致畸和致突變的特性,其中16種被列為優(yōu)先控制污染物。近年來,在現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)業(yè)中對(duì)石油、煤礦和天然氣開發(fā)利用的不斷加快,環(huán)境中PAHs的蓄積有不斷增加的趨勢(shì)。其極強(qiáng)的環(huán)境持久性和難降解性可引起嚴(yán)重的環(huán)境問題,對(duì)人類健康具有無法預(yù)知的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。如今,PAHs污染土壤的修復(fù)業(yè)已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外環(huán)境學(xué)者越來越多的重視。 相比

2、于其他化學(xué)、物理的修復(fù)工藝,基于微生物降解的生物修復(fù)技術(shù)被廣泛認(rèn)同為一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好的有機(jī)污染物修復(fù)技術(shù)。然而,包括PAHs在內(nèi)的很多憎水性有機(jī)污染物的水溶解性低以及多種土壤對(duì)這種污染物所表現(xiàn)出的很高的吸附能力使存在于土壤生態(tài)環(huán)境中的微生物對(duì)其的可利用性降低?，F(xiàn)實(shí)土壤中,外接土壤微生物的分布和傳輸效果不甚理想,適宜的電子受體的供應(yīng)也會(huì)不足,這些都會(huì)限制,甚至抑制原位生物修復(fù)的進(jìn)行。另外,污染物降解菌的活性也會(huì)受到影響著通氣性能、肥力和

3、營(yíng)養(yǎng)可利用性的土壤結(jié)構(gòu)和成分的制約。因此,開發(fā)新型的生物修復(fù)技術(shù),降低有機(jī)污染物的環(huán)境閾值引起了極大的關(guān)注,是環(huán)境修復(fù)研究中的一個(gè)重要方向。 蚯蚓是溫帶土壤中占據(jù)主導(dǎo)生態(tài)位的無脊椎動(dòng)物,通過攝食消化、穿孔和排泄活動(dòng),不僅顯著影響著土壤微生物的特性,而且可以改變土壤的物理化學(xué)性質(zhì)。已有大量關(guān)于蚯蚓在土壤中發(fā)揮多種重要作用的報(bào)道,故對(duì)于其棲息土壤中的有機(jī)污染物,蚯蚓可能會(huì)發(fā)揮降解促進(jìn)者的作用。但是關(guān)于蚯蚓活動(dòng)對(duì)土壤中有機(jī)污染物的微

4、生物降解能力的影響鮮有報(bào)道。因此,本研究的目的在于：首先,在實(shí)驗(yàn)室條件下,以具有代表性的四環(huán)多環(huán)芳烴-芘為研究對(duì)象,考察了赤子愛勝蚯蚓活動(dòng)是否可以對(duì)芘污染土壤的生物修復(fù)產(chǎn)生積極影響,以及這種影響的程度。此外,為了分析蚯蚓對(duì)微生物降解影響的作用機(jī)理,研究了蚯蚓引起的土壤芘的微生物可利用性的改變,及蚯蚓對(duì)微生物活性的影響。 研究的主要結(jié)論如下： (1)有機(jī)質(zhì)較高土壤中芘的微生物降解率和蚯蚓富集率都低于有機(jī)質(zhì)低的土壤,而老化作用降低

5、了芘的生物有效性。無論在新鮮染毒還是老化的土壤中,蚯蚓均可提高土壤中芘的去除率和微生物降解率。在新鮮染毒的紅壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由41.78％和27.02％分別提高到89.24％和57.53％,其中分別有51.48％和41.63％是蚯蚓促進(jìn)的微生物降解作用引起的,37.76％和15.90％歸因于蚯蚓富集作用。而在老化的紅壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由36.53％和20.50％分別提高到91.93％和45.46％,其中分別有5

6、4.43％和32.83％是蚯蚓促進(jìn)的微生物降解作用引起的,37.50％和12.63％歸因于蚯蚓富集作用。 (2)Tenax輔助解吸實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,蚯蚓處理30d后的土壤中,芘更易于從土壤上解吸下來。相比于原土,蚯蚓處理后的土壤中溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM)含量更高。最終,經(jīng)蚯蚓處理的紅壤和潮土中芘解吸率從61.75％和44.85％分別提高到91.64％和80.92％,這預(yù)示著芘的生物可利用性的提高。相比于原土,蚯蚓糞處理總體上抑制了