大腸桿菌在土壤中遷移的滯留機(jī)制.pdf

1、微生物在土壤中的遷移行為是土壤和地下水污染、生物法修復(fù)污染土壤和地下水過(guò)程中的關(guān)鍵性問題之一。清楚了解微生物在土壤中的遷移行為和遷移機(jī)理，不僅可以對(duì)特定區(qū)域土壤和地下水可能受到的微生物污染狀況起到指示作用，為地下水保護(hù)和污染管理提供有利依據(jù);也可以為判斷修復(fù)微生物能否達(dá)到受污染區(qū)域或污染源提供理論基礎(chǔ)，進(jìn)而指導(dǎo)土壤和地下水的修復(fù)工作。
　　本文選擇五種粒徑的石英砂（351、319、217、71、27μm）以及常用的指示微生物大腸桿

2、菌作為研究對(duì)象，采用平衡吸附實(shí)驗(yàn)以及土柱遷移實(shí)驗(yàn)，就土壤質(zhì)地對(duì)微生物在土壤中滯留行為的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和分析表明，在本文所研究的粒徑范圍內(nèi)，靜態(tài)平衡吸附實(shí)驗(yàn)中宜采用靜置法將未被吸附的大腸桿菌與石英砂分離。吸附-解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，石英砂對(duì)大腸桿菌具有很強(qiáng)的吸附能力，當(dāng)菌液初始濃度為109cfu/mL時(shí)，吸附比例可達(dá)到95％以上，且隨著石英砂粒徑的減小，吸附量逐漸增大，吸附反應(yīng)也更快地達(dá)到平衡。但大腸桿菌在石英

3、砂上的解吸作用很小，雖然隨石英砂粒徑的增大而增大，但最大僅為3.6％。大腸桿菌在石英砂上的解吸存在明顯的滯后現(xiàn)象，這說(shuō)明在石英砂與大腸桿菌的吸附過(guò)程中存在不可逆吸附。
　　石英砂對(duì)大腸桿菌吸附和解吸動(dòng)力學(xué)過(guò)程都可以采用擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型描述;而等溫吸附可用Henry方程描述。吸附和解吸過(guò)程中，石英砂的平均粒徑、物理性粘粒含量與物理性砂粒含量的比值均與Henry方程和擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的參數(shù)具備一定的相關(guān)性，說(shuō)明大腸桿菌的吸附和解吸明顯

4、依賴于土壤的粒徑大小。
　　土柱遷移實(shí)驗(yàn)中，大腸桿菌在石英砂中的滯留量非常大，小粒徑的石英砂中的滯留量甚至可達(dá)到90％以上。大腸桿菌在石英砂中的穿透曲線均能用Boltzmann方程描述，其參數(shù)表明在粒徑為351、319μm石英砂中大腸桿菌可能實(shí)現(xiàn)完全穿透，而在其余三種石英砂中很難達(dá)到完全穿透。
　　正向洗提實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大腸桿菌的可逆吸附引起菌的滯留量非常小。這也證實(shí)了靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)關(guān)于大腸桿菌在土壤中具有明顯不可逆吸附的結(jié)論

5、。逆向沈提實(shí)驗(yàn)和大腸桿菌在土柱中分層分布的綜合結(jié)果表明，大腸桿菌在石英砂表層會(huì)形成過(guò)濾菌層并逐漸增厚，即形成明顯“cake”層（本文定義為“結(jié)皮”）;逆向洗提雖不能反映土壤對(duì)大腸桿菌的過(guò)濾作用，但卻能夠反映土壤表層的大腸桿菌“結(jié)皮”的穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性是由于過(guò)濾和吸附共同作用的結(jié)果。
　　大腸桿菌在石英砂中的遷移實(shí)驗(yàn)表明，過(guò)濾作用是大腸桿菌與土壤接觸的重要機(jī)制，其在土壤中引起的滯留作用遠(yuǎn)大于吸附作用，而這種過(guò)濾嚴(yán)重取決于土壤顆粒的