对二氯苯污染土壤的植物修复研究

采用种植物的方法.对以对二氯苯(PDCB)为代表的多氯代有机污染物(PCOPs)污染土壤的植物修复进行了研究.以黑麦草、紫花苜蓿和大蒜作为供试植物.在PDCB为1 856μg/kg的污染土壤中种植90 d,研究了不同植物条件下土壤中PDCB的降解情况.结果表明,与空白对照相比.种植物大大提高了土壤中微生物的数量和酶的活性.试验结束后,种植黑麦草、紫花苜蓿和大蒜后,PDCB分别降低82.44%、62.82%和59.59%.种植黑麦草时PDCB降解最快,对PDCB污染土壤修复的效果最好.     

不同水分条件下活性污泥对土壤中DOM产生及DDT降解的影响

采用盆钵实验,通过控制淹水、田间最大持水量和60%相对含水量3种水分条件系统研究施用活性污泥(AS)对不同质地土壤中DOM的产生消长规律及DDT降解的影响,旨在为农药污染土壤修复及农产品清洁生产提供理论依据。结果表明:1)不同水分条件下AS均能提高土壤中DOM的含量,且随添加比例增加而增加;2)不同水分条件下AS均能促进土壤中p,p'-DDT降解,淹水条件下添加1%~3%的AS使粘土、壤土和砂土中p,p'-DDT的降解率分别提高4.0%~45.0%、2.7%~48.9%和2.2%~35.4%;最大持水量条件下粘土、壤土和砂土中p,p'-DDT的降解率分别提高2.9%~40.9%、1.9%~46.9%和2.1%~34.3%;60%相对含水量条件下粘土、壤土和砂土中p,p'-DDT的降解率分别提高3.0%~40.9%、2.1%~45.0%和1.7%~31.6%;3)不同水分条件下,不同质地土壤中添加AS后DOC含量与p,p'-DDT含量呈显著正相关。上述结果表明不同水分条件下AS对p,p'-DDT降解的促进效果表现为淹水条件最大持水量60%相对含水量,p,p'-DDT在不同质地土壤中的降解速度表现为壤土粘土砂土。     

黑麦草修复重金属污染土壤与废水及富集植物的微生物降解

为了研究黑麦草(Lolium perenne)修复复合重金属污染土壤与废水的综合利用效应,探索微生物对富集重金属黑麦草的降解效果,以复合重金属污染的土壤与废水为修复对象,利用黑麦草对土壤和废水进行修复,并考察了黑麦草的重金属含量、富集量、富集系数和转移系数。采用8种微生物对富集重金属黑麦草进行降解,考察黑麦草的失重率,黑麦草纤维素、半纤维素和木质素的变化情况以及重金属的浸出效果。结果表明:黑麦草对重金属污染的土壤与水体均具有较好的修复效果;在土壤修复阶段,黑麦草对U的富集系数最大,达到7.43;而对Cd的富集系数为2.61,对Pb和Sr的修复效果不明显;在废水修复阶段,黑麦草对U的富集量达到1 213.70 mg·kg-1DW,U、Cr、Sr、Co的富集系数和转移系数均大于1,其中U的富集系数达到11.24。另外,里氏木霉(Trichoderma ressei)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对富集黑麦草的总降解率达到60%以上;里氏木霉(Trichoderma ressei)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)对重金属的平均浸出率分别达到87.19%、90.58%和90.33%。在重金属污染的土壤和水体中,通过对黑麦草的循环使用,可以提高黑麦草的综合利用效率,有效减少富集生物质的产生;同时微生物对富集生物质有较好的降解能力。研究为重金属富集生物质微生物处置以及重金属回收技术奠定基础。     

鼠李糖脂与菌剂对原油污染土壤的联合修复

为研究RL强化MI修复原油污染土壤的效果,通过盆栽实验,测定了修复过程中微生物、脱氢酶、原油降解率和正构烷烃等变化。结果表明,提取RL具有良好表面和乳化活性。修复过程中微生物数目、脱氢酶和石油降解率具有相关性。RL+MI联合修复对原油的降解效果最显著,第14、21和28天的降解率分别达67.6%、78.6%和81.3%,较MI和RL处理分别提高了22%~24%和32%~38%;细菌、放线菌和霉菌最高生物量分别比CK提高约20、5.8和4.7倍;GC-MS示修复14 d后∑C21-/∑C22+(1.334)和Pr/Ph(1.152)均大于CK,说明降解早期具有高碳正构烷烃、奇数烷烃的降解优势以及对类异戊二烯烷烃的降解。     

黑麦草根际强化微生物净化甲苯

采用在普通生物反应器上种植黑麦草的方法,研究了黑麦草根系强化微生物净化甲苯污染气体的作用,及甲苯入口浓度、填料深度、温度对反应器净化甲苯速率的影响。结果表明,在生物反应器相同的填料深度,细菌数量的水平分布为黑麦草根际区>过渡区>非根际,与相同位置的甲苯浓度分布呈负相关,说明黑麦草根系通过促进细菌的活性进而增加甲苯的降解。在相同的甲苯入口浓度下,甲苯的净化速率随着填料深度的增加而增加,在甲苯入口浓度不高于500 mg/m3条件下,相同的填料深度,反应器对甲苯的净化速率随着甲苯浓度的增加而增加。在5~35℃范围内,温度升高有助于提高微生物活性,促进微生物对甲苯的降解,且有黑麦草处理的甲苯净化速率大于同等条件下无黑麦草处理。     

生物质炭对污染土壤中的镉生物有效性及阿特拉津消解的影响

通过室内土培实验,研究添加1%在300℃和700℃制备的甘蔗叶生物质炭(BCst-300、BCst-700)和蚕沙生物质炭(BCse-300、BCse-700)对复合污染土壤中镉生物有效性和阿特拉津消解的影响;从土壤p H值、阳离子交换量、有机碳和微生物生物量碳、氮的变化初步探讨添加生物质炭影响土壤镉生物有效性和阿特拉津消解的机理。研究表明,添加生物质炭显著降低了土壤镉的生物有效性,同时加快了阿特拉津的生物降解,培养结束(60 d)时,添加BCst-300、BCst-700、BCse-300和BCse-700土壤中有效镉含量分别比对照降低了23.03%、31.43%、47.84%和38.69%,阿特拉津消解率分别比对照提高了12.45%、7.85%、49.10%和40.76%,其中蚕沙生物质炭对降低土壤镉的有效性以及促进阿特拉津生物降解效果优于甘蔗叶生物质炭,且BCse-300的效果最为显著。相关性分析结果表明,土壤镉的生物有效性与土壤p H值和阳离子交换量呈极显著负相关性,说明提高土壤p H值和阳离子交换量是外源生物质炭降低土壤镉的生物有效性的重要机制;阿特拉津残留量与土壤p H值、阳离子交换量、微生物生物量碳、氮均呈极显著负相关性,表明生物质炭可以通过改变土壤p H值、阳离子交换量、微生物生物量碳、氮从而促进土壤中阿特拉津的降解。     

植物混种原位修复多环芳烃污染农田土壤

通过比较实验前后土壤微生物主要类群数量、PAHs降解菌数量、土壤PAHs含量和植物不同部位PAHs含量变化,评价植物单种和混种野外原位修复多环芳烃(PAHs)污染农田土壤的效果。结果显示,150 d天生长期内,黑麦草/小麦混种及黑麦草/蚕豆混种修复效果最好,对土壤PAHs总量的降解率分别达到了59.4%和64.8%。同时,这2个混种处理土壤细菌、真菌和PAHs降解菌数量分别显著高于相应的小麦、蚕豆和黑麦草单种处理。植物不同部位PAHs含量高低次序为根部>茎叶≈籽粒。混种模式下,蚕豆和小麦不同部位PAHs含量比单种模式的不同程度降低,特别是籽粒部。植物混种模式不仅显著提高了土壤PAHs的降解率,还降低了农作物体内PAHs含量,实现了边生产边修复,在污染农田土壤修复领域有着广阔的应用前景。     

PLA对土壤微生物生长的影响及PLA的生物降解性

从不同土壤环境中筛选出的4类不同土壤微生物91株,分别标记为细菌、固氮菌、分解纤维素菌和放线菌。然后通过将定量的聚乳酸（PLA）分别加入对应液态培养基中,恒温（30℃）摇床培养,连续测定这4类不同的土壤微生物对PLA的降解性能以及该种聚合物对各种微生物生长的影响。结果表明,虽然在自然界中PLA的降解率比较高,但不同类型的土壤微生物对PLA的降解性能却存在明显个体差异。在测试期内,放线菌对于PLA的总降解率最高;而细菌中RB-4的日降解率最高,达到3%左右;纤维分解菌HX-8及固氮菌RG-28的日降解率能达到2.4%。PLA降解产物对于细菌及纤维分解菌的抑制性普遍较强。     

施粪肥土壤中抗生素的提取条件优化及残留特征

为确立高效的土壤抗生素提取条件,揭示施用粪肥土壤中抗生素的残留水平,分别采集江苏省常州市某养猪场新鲜猪粪样品6份、施用粪肥及无机肥水稻土壤样品各13份,对土壤抗生素提取液配比与超声提取时间进行筛选,利用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)对生猪粪便和土壤中的四大类(四环素类、磺胺类、喹诺酮类和大环内脂类)15种抗生素含量进行检测分析。结果表明,最优提取条件选择为:提取液配比为甲醇:EDTA=1∶1,超声提取时间为10 min,四环素类抗生素的加标回收率为73.2%~93.4%,磺胺类为81.2%~101.1%,喹诺酮类为106.3%~110.8%。该养猪场猪粪与施粪肥土壤中均未检测到大环内脂类抗生素,其余各类抗生素平均残留量从高到低排序分别为:猪粪中四环素类磺胺类喹诺酮类;施粪肥土壤中四环素类喹诺酮类磺胺类,四环素类是最主要的抗生素污染物,残留量分别为猪粪中1.9~12.5 mg·kg-1、施粪肥土壤中23.9~212.4μg·kg-1;施无机肥土壤中未检测出抗生素,施粪肥土壤中的抗生素来源于生猪粪便。     

化学预氧化-生物强化-生物刺激对土壤中菲降解的联合效应

通过室内实验,探究了低浓度过硫酸盐预氧化耦合生物强化或生物刺激技术处理下土壤中菲的降解率和修复效应。结果表明,浓度为0.1 mmol·g~(-1)、温度为50℃热活化的过硫酸钠对土壤中菲7 d的降解率为22.7%。预氧化后,加入高效降解菌和营养物质,强化微生物对菲的降解,继续培育21 d,最终降解率较第7天可提高8.08%～18.59%。同时添加高效降解菌和营养物质N,对土壤中菲的降解促进作用最强,最终降解率可达41.29%,较仅进行化学氧化的对照组和仅进行微生物降解的对照组分别提高17.44%和22.86%,较预氧化后不进行微生物强化的对照组提高12.9%。降解期间,土壤微生物数量和pH呈先下降,后上升趋势,最终维持在相对稳定水平。相关性分析结果表明,土壤中菲的降解率与氧化剂和营养物质N的添加呈显著正相关,土壤微生物数量与pH呈正相关,与氧化剂呈负相关,土壤pH与氧化剂及营养物质P呈负相关。研究结果证实了化学预氧化耦合生物强化和生物刺激技术能有效促进微生物对菲污染土壤的修复。     

中原油田石油污染土壤原位生物修复技术实验研究

通过实验室选择性富集培养,从中原油田石油污染土壤中获得了能以中原原油为碳源快速生长的石油降解菌群。结合黑麦草（Ryegrass）和苜蓿（Alfalfa）,采用该降解菌群对原油污染土壤进行了原位生物联合修复实验。接入降解菌的实验区分种植黑麦草、种植苜蓿、未种植区,另设黑麦草区和空白区。经过99 d的生物修复,石油烃累计降...     

电场对石油降解菌生长特性的影响

利用电动—微生物耦合技术,开展电场对石油降解菌W-1和W-2生长、分布、脱氢酶活性、表面活性剂产量及石油降解率等指标的研究。结果表明,不同电场强度下,石油降解菌生长特性存在一定差异。电场强度为100V/m时,电场对W-1和W-2生长的促进效果较明显,对脱氢酶活性的影响率为36.03%~44.09%,并能提升表面活性剂产量。在电场作用下,W-1和W-2的石油降解率分别提高19.2、18.8百分点。     

土壤石油烃污染的植物毒性及植物-微生物联合降解

通过盆栽实验研究了土壤石油烃污染对玉米和水稻根伸长的影响，并在土壤中接种经过筛选得到的石油烃降解菌，研究石油烃降解菌对石油烃毒性的影响以及对土壤中石油烃的降解。研究结果表明，石油烃浓度低于1 000 mg/kg时对玉米的根系生长有一定的刺激生长作用，随着石油烃浓度的增加，刺激根长生长的作用逐渐降低，研究结果表明，水稻根长受石油烃影响较小。通过对不同处理土壤中石油烃降解的研究结果表明，土壤中种植水稻对石油烃有一定的降解作用，但是不同处理下土壤中的石油烃降解率不同，其中水稻微生物联合处理下土壤中石油烃的降解速率最快，培养期内的降解效率达到53.3%。     

稻田土壤溶液中溶解性有机氮、碳的空间分布及其微生物降解特性

通过测坑定位试验,测定了稻田不同深度土壤溶液中溶解性有机氮(DON)、溶解性有机碳(DOC)的含量,并将原位提取的土壤溶液加入到人工土壤中,开展土壤溶液中DON、DOC的微生物降解试验,研究不同施肥处理DON、DOC的含量分布及其微生物降解特性。结果表明:(1)两种施肥处理0~10cm土壤溶液中TN、DON显著低于其他两层土壤;土壤溶液中DON占TN的比例均在62.9%~79.8%,为氮素组成的主要形式。(2)有机无机混合肥处理中DOC占TC的比例随土壤深度加大而逐渐增加,比例为21.1%~25.1%,而无机肥处理中DOC占TC比例则是逐渐下降,比例为18.9%~20.0%。(3)稻田土壤溶液中DON和DOC具有较好的微生物降解特性。降解28d后,DON占初始DON的30.1%~34.9%,而DOC占初始DOC的24.3%~28.2%。     

添加剂对堆肥降解多环芳烃的影响

为了研究多环芳烃(PAHs)污染土壤堆肥修复的加速机制,在人工控温的堆肥装置中以芘、菲和芴为研究对象,采用室内模拟实验的方式研究了添加硫酸钙、过磷酸钙、草炭、竹炭、十二烷基硫酸钠(K12)和十二烷基苯磺酸钠(SD-BS)等对锯末高温堆肥降解污染土壤PAHs的影响。研究结果表明,生物堆肥可以有效的去除土壤中PAHs,堆肥7周后所有处理下芘、菲和芴的降解率基本达到80%以上。不同添加剂处理下芘、菲和芴降解率不同,尤其是添加草炭和竹炭处理中芴和菲在第4周的时候就取得90%以上的降解率,芘在第6周也取得80%以上的降解率,而且氮素的损失率也分别下降了42.6%和36.09%,比其他处理的PAHs降解率和保氮效果都要好。分析其原因,一方面可能是添加不同添加剂对堆肥过程中pH值、有机质(SOM)、总氮(TN)和过氧化氢酶(CAT)都有一定的影响,提高了土壤微生物的活性;另一方面可能是由于草炭和竹炭对氨有良好的吸附性,具有良好的保氮效果,同时也能改善了微生物和目标化合物的接触方式,从而提高了PAHs的降解率。     

赤泥添加对石灰性土壤中Pb、Cd形态分布及小麦根系的影响

通过田间种植小麦实验,研究添加不同剂量拜耳赤泥(0%、1%、2%、3%、4%和5%)对重金属污染的石灰性土壤Pb、Cd化学形态和小麦幼苗根系的影响。培养1个月,添加赤泥显著地提高了土壤p H值,提高幅度随赤泥投加量增加而增大。培养3个月,添加不同剂量的赤泥均明显降低土壤中可交换态Pb和Cd的含量,赤泥投加量为5%时效果最为显著,分别比对照下降90%和72%。添加赤泥对所种植小麦幼苗的根系也有影响。种植5个月,小麦根系总根长、总表面积和总体积等随添加赤泥的剂量增加呈现先增大后减小的趋势,赤泥投加量为3%时增幅最大,总根长、总表面积和总体积分别比对照增加88.23%、75%和90.32%。研究表明,赤泥可作为重金属污染的石灰性土壤的理想改良剂,但考虑到小剂量赤泥(即1%~3%)促进重金属污染农田中小麦根系的生长,建议在种植区采用小剂量赤泥(即3%)处理的重金属污染修复方案。     

环境条件对土壤中磺胺间甲氧嘧啶降解的影响

通过在实验室模拟不同的环境条件,研究常用兽药抗生素--磺胺间甲氧嘧啶(SMM)在土壤中的降解动态及其影响因素(如微生物和光照,土壤含水量、药物起始浓度等).结果表明,SMM在土壤中的降解遵循一级反应动力学方程.SMM在土壤中的降解主要是光降解和化学降解,微生物降解只占较小比例;土壤含水量的增加明显加快了SMM的降解速率,因而可以通过降低土壤中SMM残留浓度或提高土壤含水量等方法加速SMM的降解.以降低其对环境土壤和水体的风险;SMM的降解速率随土壤中SMM起始浓度增加而降低,表明土壤中降解微生物对SMM的浓度敏感.     

植物对Cd-B[α]P复合污染土壤的修复

为了研究植物对Cd-B[α]P复合污染土壤的修复效果,本研究采取实验室模拟实验的方法,通过种植黑麦草、芥菜、苜蓿和高羊茅,进行Cd、B[α]P污染土壤修复植物的筛选。结果表明,芥菜和黑麦草对土壤中有效态Cd均有富集能力。黑麦草对B[α]P污染土壤修复效果比苜蓿、高羊茅的修复效果强,75 d时,平均富集系数最高为1.1。在Cd-B[α]P复合污染土壤植物修复效果的研究中,选择在土壤中种植黑麦草,结果表明,黑麦草对Cd-B[α]P复合污染土壤中Cd和B[α]P有良好地去除作用,75 d时,分别达到58.55%和89.95%。     

土壤中六六六和滴滴涕的堆肥生物修复研究

采用堆肥生物修复法对土壤中六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)的降解效果进行了研究.试验结果表明,六六六和滴滴涕的降解先后经历了快速降解阶段和缓慢降解阶段;堆肥第21天后,六六六和滴滴涕降解率均达60%以上;γ-HCH降解效果最好,其次为β-HCH,α-HCH和δ-HCH的降解效果差别较大;p,p'-DDE的降解效果要好于p,p'-DDD,初始质量浓度为0.03 mg/kg的p,p'-DDT未得到降解;微生物对六六六和滴滴涕的降解作用均较明显.     

降解菌ZQ5与紫茉莉对芘污染土壤的联合修复

在温室盆栽条件下,通过单独种植紫茉莉、单独接种多环芳烃(PAHs)模式化合物芘的专性降解菌ZQ5和两者的联合修复的3种处理,对芘污染土壤的修复效果进行了研究。结果表明,经90 d修复后,植物-微生物联合修复可将人工污染土壤中的芘降解81.1%,将石油污染土壤中的芘降解50.3%,其修复效率明显高于其他2种处理,是紫茉莉修复的1.98倍,是降解菌ZQ5修复的1.39倍。ZQ5的不同接菌量对于修复60 d后的降解率影响不大。外源生物修复条件下,10～20 cm土壤的修复效率要高于5 cm土壤;自然降解条件下,5 cm土层降解率略高于其他土层。