納米Fe-,3-O-,4-協(xié)同微生物對阿特拉津和2，4-D的降解研究.pdf

1、阿特拉津和2，4-D是廣泛使用的有機氯類除草劑，在環(huán)境中殘留期長，污染嚴重。本文研究了納米Fe3O4/微生物聯(lián)合體系降解水溶液和土壤中阿特拉津和2，4-D。利用納米Fe3O4的還原作用脫去阿特拉津和2，4-D環(huán)上的氯原子，使其毒性降低或消除;再利用微生物的共代謝作用，引入阿特拉津降解菌，協(xié)同降解阿特拉津和2，4-D。通過分析納米Fe3O4與微生物之間的相互關(guān)系，揭示納米Fe3O4與微生物降解的協(xié)同作用機理。研究結(jié)果將為農(nóng)田農(nóng)藥污染的修復(fù)

2、提供理論基礎(chǔ)，也為土壤殘留農(nóng)藥快速降解提供新途徑。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　 1．從農(nóng)藥廠污泥中篩選到一株阿特拉津高效降解菌，該菌株為Ochrobactrum sp.。降解菌共代謝降解阿特拉津和2，4-D，并以阿特拉津和2，4-D為C源、N源；阿特拉津和2.4-D的存在，為微生物的生長提供營養(yǎng)，促進微生物的生長。反應(yīng)7d，降解菌對阿特拉津和2，4-D的降解率分別達到31.8％和64.2％。
　　 2．利用Fe3O4還

3、原降解阿特拉津和2,4-D，并比較納米Fe3O4與微米Fe3O4的降解效果。結(jié)果表明：反應(yīng)7d時，納米Fe3O4對阿特拉津和2，4-D的降解率分別為37.3％、34.4％，微米Fe3O4對阿特拉津和2，4-D的降解率分別為28.6％、25.6％。納米Fe3O4對阿特拉津和2，4-D的降解率高于微米Fe3O4，其可能原因是：納米Fe3O4的比表面積遠大于微米Fe3O4，比表面積越大，越容易接觸阿特拉津和2，4-D，使其快速脫氯降解。

4、>　　 3．采用納米Fe3O4/微生物聯(lián)合體系降解水溶液中阿特拉津和2，4-D，考察了各種不同因素對降解效果的影響。結(jié)果表明：納米Fe3O4/微生物聯(lián)合體系對2，4-D和阿特拉津的降解率顯著高于納米Fe3O4或微生物單一體系，納米Fe3O4和微生物之間對阿特拉津和2，4-D降解存在顯著的協(xié)同效應(yīng)。阿特拉津和2，4-D初始濃度在0～10mg·L－1范圍內(nèi)、納米Fe3O4的投加量在0～200mg·L－1、微生物接種量在0～12mg·L－1

5、，阿特拉津和2，4-D的降解率隨其初始濃度、納米Fe3O4投加量和微生物接種量的增大而增加。溶液pH值3.0左右、阿特拉津和2，4-D初始濃度10mg·L－1、微生物接種量12mg·L－1、納米Fe3O4投加量200mg·L－1，是反應(yīng)的最佳條件，此實驗條件下反應(yīng)7d，阿特拉津和2，4-D的殘留率分別為54.0％和35.7％。
　　 4．納米Fe3O4與微生物之間的協(xié)同作用機理是：納米Fe3O4能夠刺激微生物的生長；阿特拉津和2

6、，4-D還原脫氯形成的中間產(chǎn)物可以進一步被微生物降解。實驗結(jié)果表明，納米Fe3O4協(xié)同微生物體系中降解菌生長的OD600值為3.69，單一體系中為3.01，納米Fe3O4的存在明顯有利于降解菌的生長。反應(yīng)5d時，納米Fe3O4協(xié)同降解菌對水溶液中2，4-D和中間產(chǎn)物2，4-DCP的降解率分別為40.2％、48.3％；相應(yīng)地，降解菌生長的OD600值分別為3.40、3.55。中間產(chǎn)物2，4-DCP比2，4-D更易于被微生物降解。
　

7、　 5．采用納米Fe3O4協(xié)同微生物降解土壤中阿特拉津和2，4-D。結(jié)果表明：阿特拉津和2，4-D在土壤中的降解符合一級動力學(xué)方程，不同類型土壤中的降解速率不同。阿特拉津在紅壤、黃褐土、砂姜黑土中的自然降解半衰期(t1/2)分別為50.6d、157.5d、173.3d，投加單一納米Fe3O4后的半衰期分別為37.5d、110.0d、63.0d，投加單一降解菌后的半衰期分別為27.4d、66.6d、32.4d，同時投加納米Fe3O4與降

8、解菌后的半衰期則分別為27.0d、60.8d、50.6d。2，4-D在紅壤、黃褐土、砂姜黑土中的自然降解半衰期(t1/2)分別為48.8d、73.7d、108.3d，投加單一納米Fe3O4后的半衰期分別為43.3d、64.8d、55.4d，投加單一降解菌后的半衰期分別為36.9d、60.3d、32.2d，同時投加納米Fe3O4與降解菌后的半衰期則分別為34.3d、31.6d、39.6d。納米Fe3O4協(xié)同微生物體系對阿特拉津和2,4-D