河道底泥中熒蒽污染的植物-微生物聯(lián)合修復研究.pdf

1、多環(huán)芳烴(PAHs)作為“三致”污染物嚴重危害人類的健康，我國河道底泥中存在著嚴重的PAHs污染問題，高分子量多環(huán)芳烴(H-PAHs)因其具有更強的毒性和難降解性，是河道底泥中PAHs污染治理的重點和難點。本文選擇了H-PAHs中檢出頻率和豐度都很高的熒蒽作為H-PAHs的代表物，研究了植物-微生物聯(lián)合修復的方式對底泥中熒蒽污染的去除機理。
　　首先在受熒蒽污染的底泥中種植常見的挺水植物菖蒲、蘆葦、茭白荀、千屈菜，監(jiān)測結果發(fā)現(xiàn)菖蒲

2、對熒蒽的去除效果最好，經(jīng)過90d的生長期，菖蒲試驗組熒蒽去除率達到55.36％。進一步分析表明，菖蒲主要是靠植物降解作用去除熒蒽，因為菖蒲有龐大的根系，根系菌群密度更高，且經(jīng)過高通量分析后確定在種植菖蒲后底泥菌群結構發(fā)生明顯改變，由原來的Bacillus、Hydro、Candida等優(yōu)勢菌群轉變?yōu)镽hodococcus、Mycobacterium、Penicillium等優(yōu)勢菌群。
　　通過對菖蒲根際菌群的篩選獲取兩株對熒蒽降解效

3、率最高的菌株。根據(jù)形態(tài)學觀察和基因序列分析后確定兩株菌種分別為Rhodococcus aetherivorans strain IcdP1（簡稱紅球菌IcdP1）、Penicillium purpurogenum strain DTQ-HK1（簡稱青霉素菌DTQ-HK1）。對培養(yǎng)條件進行優(yōu)化確定熒蒽濃度為50mg/L，溫度為30℃，pH為7時為兩菌株最適生長條件，且Zn2+、Cu2+的存在會對兩種菌株產(chǎn)生抑制作用，其中Cu2+抑制作用強

4、于Zn2+。
　　為進一步了解熒蒽降解菌對熒蒽的降解機制，試驗選擇葡萄糖、麥芽糖、菖蒲根系分泌物、HA和蒽-菲混合物分別作為外加碳源，研究外加碳源對熒蒽降解的影響。試驗發(fā)現(xiàn)當C葡萄糖∶C熒蒽=1∶1時外加碳源對紅球菌IcdP1降解熒蒽的強化效果最明顯，當C麥芽糖∶C熒蒽=3∶5時外加碳源對青霉素菌DTQ-HK1強化降解熒蒽的效果最好，且葡萄糖與麥芽糖強化降解機理主要是通過促進熒蒽溶出及促進菌株生長實現(xiàn)的。雖然投加外加碳源前后菌株對

5、熒蒽的降解過程均遵循一級動力學，但降解速率明顯不同。在C葡萄糖∶C熒蒽=1∶1的投加比例下，經(jīng)過42d培養(yǎng)，紅球菌IcdP1對熒蒽降解率達到76.30％，與未加碳源的降解率(37.46％)相比提高了38.84％;在C麥芽糖∶C熒蒽=3∶5的投加比例下，青霉素菌DTQ-HK1對熒蒽降解率達到81.75％，與未加碳源的降解率(52.22％)相比提高了29.53％。通過對外加碳源投加方式的研究發(fā)現(xiàn)，采用分段式投加方式較一次性投加方式能夠進一步

6、提高降解菌對熒蒽的降解效率。對熒蒽降解產(chǎn)物進行GC-MS分析發(fā)現(xiàn)，單獨以熒蒽作為唯一碳源時降解菌對熒蒽的分解并不徹底，產(chǎn)物多為含苯環(huán)、雜環(huán)或長鏈化合物，投加外加碳源后熒蒽的降解更為徹底，尤其是青霉素菌DTQ-HK1在外加麥芽糖碳源后，降解熒蒽的產(chǎn)物多以短鏈小分了物質為主。
　　外加碳源和熒蒽降解菌強化植物-微生物聯(lián)合修復底泥中熒蒽的降解試驗表明，在被熒蒽污染的河道底泥中栽種菖蒲，并在其根際投加青霉素菌DTQ-HK1和麥芽糖（青霉素