異化鐵還原對(duì)水稻土中苯系物降解的強(qiáng)化作用.pdf

1、異化Fe(Ⅲ)還原過程對(duì)厭氧環(huán)境中有機(jī)物的代謝及一些無機(jī)物的形態(tài)轉(zhuǎn)化具有顯著的影響。多數(shù)異化Fe(Ⅲ)還原微生物可通過利用H2和有機(jī)電子供體使Fe(Ⅲ)還原，并從中獲得能量進(jìn)行生長(zhǎng)。在受污染的含水土層中，異化Fe(Ⅲ)還原過程通過作為污染物氧化的電子受體而使得有機(jī)污染物降解。純培養(yǎng)研究進(jìn)一步證實(shí)，一些異化Fe(Ⅲ)還原微生物可以利用芳香化合物作為電子供體，促進(jìn)芳香族碳水化合物的氧化過程。因此，異化Fe(Ⅲ)還原過程在促進(jìn)厭氧環(huán)境中有機(jī)污

2、染物的降解，強(qiáng)化污染環(huán)境的微生物原位修復(fù)方面具有廣闊的應(yīng)用前景，已逐漸受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。 本文選擇我國(guó)典型的水稻土為供試材料，采用土壤泥漿厭氧恒溫培養(yǎng)及微生物接種液混合培養(yǎng)的研究方法，初步探討了厭氧微生物利用甲苯、苯胺、苯酚和苯甲酸以及作為唯一碳源時(shí)對(duì)微生物Fe(Ⅲ)還原過程的影響，比較了不同濃度苯系物對(duì)Fe(Ⅲ)還原過程影響的差異，以及電子穿梭體(AQDS)對(duì)Fe(Ⅲ)—苯系物氧化還原體系的調(diào)節(jié)作用。通過對(duì)自然水稻土與有機(jī)

3、質(zhì)耗竭性水稻土的比較，研究了水稻土中Fe(Ⅲ)還原過程對(duì)不同苯系物的利用潛力。采用模擬苯酚污染的土壤，探索了微生物Fe(Ⅲ)還原過程對(duì)強(qiáng)化苯酚降解的可能性。主要得到以下結(jié)論： (1)由水稻土中提取的微生物可以利用苯系物作為唯—碳源，在厭氧降解的同時(shí)將電子轉(zhuǎn)移給Fe(Ⅲ)，促使氧化鐵還原為Fe(Ⅱ)，但利用不同苯系物的鐵還原難易程度有所差異，鐵還原率表現(xiàn)為苯甲酸最高(53.99％)，甲苯為最低(19.55％)。4種苯系物作為碳源時(shí)

4、的鐵還原率均低于以葡萄糖為碳源時(shí)的鐵還原率(71.16％)。 (2)混合培養(yǎng)過程中，不同濃度苯系物對(duì)氧化鐵還原過程有不同程度影響。在所設(shè)置的濃度范圍內(nèi)，苯胺、苯酚、苯甲酸濃度為1.0～2.0mmol/L時(shí)，促進(jìn)鐵還原過程；甲苯濃度為2.0～4.0mmol/L時(shí)，促進(jìn)鐵還原過程。以2.0mmol/L苯系物作為碳源時(shí)，葸醌-2，6-二磺酸鹽(AQDS)可明顯地促進(jìn)苯系物與氧化鐵之間的電子傳遞。 (3)土壤厭氧培養(yǎng)過程中，添加

5、苯系物后抑制了土壤中鐵還原反應(yīng)，不同苯系物的抑制程度不同。苯酚、苯甲酸抑制程度較大，培養(yǎng)過程中基本上沒有Fe(Ⅱ)生成，甲苯、苯胺抑制程度較小，鐵還原在一定程度上可以進(jìn)行。添加外源氧化鐵后，不同苯系物處理中鐵還原程度都有增加，但增大程度不同，其中苯甲酸處理中Fe(Ⅱ)累積量增加最多，甲苯、苯胺處理中也有一定程度增加，苯酚處理中增加程度最小。 (4)采用耗竭性水稻土的厭氧培養(yǎng)過程中，添加苯系物后強(qiáng)烈地抑制了土壤中鐵還原反應(yīng)。苯酚和

6、苯甲酸處理的抑制程度大，而甲苯和苯胺處理的抑制程度較小。和自然水稻土進(jìn)行比較，有機(jī)質(zhì)耗竭性水稻土中添加氧化鐵后，各處理中Fe(Ⅱ)累積量增加程度減小。 (5)混合培養(yǎng)試驗(yàn)中，通過同時(shí)測(cè)定苯酚剩余量和Fe(Ⅱ)的累積量，表明苯酚的降解和Fe(Ⅱ)累積并不是同時(shí)進(jìn)行的。而土壤厭氧培養(yǎng)試驗(yàn)中，苯酚抑制了鐵還原反應(yīng)，添加氧化鐵促進(jìn)了苯酚的降解。電子穿梭體(AQDS)對(duì)添加300mmol/L苯酚處理中鐵還原過程沒有顯著調(diào)節(jié)作用；不同濃度苯