鼠李糖脂生物表面活性剂对多环芳烃的增溶作用

考察了鼠李糖脂生物表面活性剂对多环芳烃类化合物(萘,菲和芘)的增溶特性以及温度、盐度、pH值等环境因子对增溶性能的影响,结果表明,鼠李糖脂浓度在临界胶束浓度(CMC)以上时,多环芳烃化合物在水相中的溶解度随表面活性剂浓度的增大而线性增大,摩尔增溶比(MSR)随被增溶物分子量的增大而减小,即萘＞菲＞芘;胶束/水分配系数(Km)随被增溶物疏水性增大而增大,即芘＞菲＞萘;IgKm与IgKow之间呈良好线性正相关性,鼠李糖脂对菲的增溶作用随温度升高略有增大,而随所添加NaCl浓度的增大显著增大,鼠李糖脂对菲的增溶作用在pH值为5.5时达到最大,然后随pH值的升高而不断下降,在pH值达7.5后基本保持不变.     

表面活性剂对采油区土壤装填土柱中PAHs迁移渗透的影响

以阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)对采油区土壤(MGP)中PAHs的淋洗效果进行研究．结果表明，5CMC(临界胶束浓度)LAS促进了土柱中PAHs的迁移渗透，土柱中PAHs的淋溶率较低，而且仅土柱上层5cm的土样中PAHs发生了较为明显的淋溶．与Br^-离子穿透曲线相比，土柱中PAHs的淋溶均有滞后现象，而且随着环数的增加，PAHs的淋溶滞后现象愈加明显．PAHs的迁移渗滤性与其辛醇／水分配系数之间具有显著负相关性，说明随着辛醇／水分配系数的增加，PAHs的淋溶率逐渐降低．     

不同类型表面活性剂对三氯乙烯的增溶作用

考察不同类型的表面活性剂对三氯乙烯(TCE)的增溶作用.选用阴离子型十二烷基硫酸钠(SDS)、非离子型聚氧乙烯辛基苯酚醚(TX100)、阳离子型十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)及生物表面活性剂鼠李糖脂和脂肽,研究表面活性剂对三氯乙烯的增溶能力.结果表明,5种表面活性剂浓度在临界胶束浓度(CMC)以上时,TCE在水相中的表观溶解度随表面活性剂浓度的增大而线性增大.质量增溶比(WSR)和摩尔增溶比(MSR)为鼠李糖脂>脂肽>CTAB>TX100>SDS.在各表面活性剂溶液中,所用的各表面活性剂质量浓度顺序为SDS#TX100=CTAB#鼠李糖脂=脂肽,两种生物表面活性剂的质量浓度仅为SDS的1%,但生物表面活性剂对TCE的饱和增溶容量有更好的提高效果.因此,相比之下,生物表面活性剂对TCE的增溶能力较强,其中以鼠李糖脂为最佳,而在化学合成表面活性剂中阳离子表面活性剂CTAB增溶TCE的效果最优.     

鼠李糖脂强化多环芳烃微生物修复的研究进展

多环芳烃(PAHs)是普遍存在于环境中具有强烈毒性、致突变性和致癌性的难降解有机物,可造成严重的环境污染.由于低水溶性而导致的低生物可利用率是限制PAHs微生物降解的主要因素.生物表面活性剂鼠李糖脂由于在形成胶束后能够大幅提高PAHs的表观溶解度,且毒性低、无二次污染,因而在PAHs微生物降解的研究中得到广泛关注.目前...     

表面活性剂强化微生物修复DDTs-PAHs复合污染农田土壤影响研究

滴滴涕(DDTs)和多环芳烃(PAHs)是土壤中典型的持久性有机污染物,环境毒性强,可对生物体产生不利影响。采用田间试验,研究阴-非离子混合表面活性剂[十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(Tween80),混合质量比为2∶3]和生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对混合菌[球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)和甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus),混合体积比为2∶1]在农田土壤滴滴涕-多环芳烃(DDTs-PAHs)复合污染修复过程中的强化作用。结果表明,SDBS-Tween80和RL均能不同程度地促进混合菌对农田土壤中DDTs-PAHs的降解。在SDBS-Tween80强化混合菌处理中,当SDBS-Tween80处理量为100 mg·kg~(-1)时,土壤中DDTs和PAHs的150 d降解率最高,分别达到57.8%和35.6%,比单独混合菌处理分别提高了14.9%和11.9%。在RL强化混合菌处理中,当RL处理量为5 mg·kg~(-1)时,土壤中DDTs和PAHs的150 d降解率最高,分别达到50.3%和28.6%,比单独混合菌处理分别提高了7.4%和4.9%。因此,SDBS-Tween80的最佳用量比RL更有利于提高DDTs-PAHs复合污染土壤的生物修复效果,DDTs和PAHs降解率提高8%左右,且SDBS-Tween80的修复成本更低。当100 mg·kg~(-1)SDBS-Tween80能显著提高p,p'-DDE和高环数PAHs的降解率,分别为63.0%和30.6%,比单独混合菌处理分别提高了18.8%和12.7%,该方法在复合污染土壤修复中具有良好的应用前景。     

混合表面活性剂吸附和分配损失减小的热力学机制

通过测定Triton X-100-十二烷基苯磺酸钠(TX100-SDBS)混合表面活性剂的表面张力和临界胶束浓度(CMC),运用非理想混合溶液理论和相分离模型,研究了TX100和SDBS的混合胶束化过程.TX100和SDBS在水相形成混合胶束,相互作用参数β的平均值为-3.35,标准混合胶束化自由能小于单一TX100.结果表明,在表面活性剂增效修复土壤和地下水的有机污染过程中,混合表面活性剂的胶束化过程是非离子表面活性剂吸附和分配损失减小的机制.     

植物-微生物联合修复PAHs污染土壤的调控措施对比研究

多环芳烃是一种持久性有机污染物,具有很强的生物毒性,其进入食物链后表现为"三致"效应(致畸、致癌、致突变),对人体危害严重,目前对PAHs污染土壤修复的研究是全球热点问题之一。经查阅文献得知,目前的报道多为室内盆栽实验,而有关大田实际修复的报道较少,为了探索更有效的PAHs污染土壤修复技术,通过在设施农田开展试验,分析植物促生菌(G)、木质素(L)对"鼠李糖脂(RL)强化油菜(Y)-专性降解菌(N)联合修复PAHs污染土壤"的调控情况。结果表明,Y+N+RL+L可以有效去除土壤中的高环数PAHs,而对于PAHs总量和低环数PAHs的降解效果不明显;Y+N+RL+G处理对PAHs总量去除率为46.71%,Y+N+RL+G+L处理对PAHs总量的去除率为53.26%;Y+N+RL+G+L处理可促进油菜根部富集PAHs,根部PAHs质量分数达125.60μg·kg~(-1);Y+N+RL+G+L处理降低了油菜生物量,而Y+N+RL+G处理对油菜生长及其PAHs富集情况无较大影响。遵循"边生产边修复"原则,考虑食品安全及实际修复效果,认为植物促生菌调控"鼠李糖脂强化油菜-专性降解菌联合修复PAHs污染土壤"为本实验筛选出的PAHs污染土壤修复的最优方法。     

强化生物堆法修复多环芳烃污染土壤的初步研究

以多环芳烃(PAHs)污染场地土壤为研究对象,研究了不同工艺条件的生物堆反应器中PAHs降解效果,并通过对PAHs高效降解混菌的筛选富集,探讨菌液投加对生物堆技术处理PAHs污染土壤的强化修复作用效能。结果表明,生物堆运行过程中土壤pH和含水率基本保持稳定,总PAHs在9 d内快速降解,降解率达到80%以上,之后基本不变;生物堆在短期内(9 d)对低分子质量(2～3环)PAHs具有较高降解效率,达到91%;但中、高分子质量(4～6环)PAHs的降解效率只有60%,降解中、高分子质量PAHs可能需要更长时间。在试验期内添加表面活性剂、通风和投加PAHs降解菌液对总PAHs降解率均没有显著提升,但添加菌液后土壤脱氢酶活性大幅升高,投加菌液的3#和4#处理在80 d时脱氢酶活性较41 d时分别增加约7倍和9倍。PAHs降解菌液可能对PAHs降解中间产物的进一步矿化起到显著促进作用。添加表面活性剂并通风处理的脱氢酶活性更高,达到10 740μg·g~(-1)·h~(-1),说明其对中间产物降解的促进作用更大。该研究验证了生物堆技术在PAHs污染土壤修复中的有效性,并对比了不同强化措施对修复效果的影响,为该技术在PAHs污染场地修复中的应用提供了重要数据支撑。     

表面活性剂-微生物联合修复滴滴涕污染土壤的研究

以滴滴涕(DDT)为目标污染物,采用课题组前期研究所筛选出的滴滴涕降解菌——甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)菌液为供试菌液,选取混合表面活性剂[十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和吐温80(Tween80),比例为2∶3]及生物表面活性剂-鼠李糖脂(RL)作为供试表面活性剂,通过田间小区实验,研究了表面活性剂、DDT降解菌对土壤中DDT的去除、降解情况以及两者联合处理对土壤中DDT污染的修复效果。结果表明,在单独添加表面活性剂的处理中,H300、RL5和RL10的处理效果最好,土壤中DDT的降解率最高可达29.60%。单独接种降解菌处理的土壤中DDT残留量显著减少,5个月后降解率可达47.05%。混合表面活性剂与菌株联合处理1个月后,H70+N的DDT降解率最高,可达63.53%;生物表面活性剂-降解菌处理以RL20+N的DDT降解率最高,可达42.32%。随着处理时间延长,表面活性剂与菌株联合处理土壤中DDT降解率的增幅逐渐下降。在处理5个月后,混合表面活性剂-降解菌的处理中以H70+N的DDT降解率最高,可达63.98%;生物表面活性剂-降解菌的处理中以RL20+N的DDT降解率最高,可达45.64%;混合表面活性剂-降解菌的处理效果略优于生物表面活性剂+菌,其中H70+N的处理效果最好,为63.98%。     

生物表面活性剂及其在重金属污染生态修复中的应用

介绍了不同污染体系中重金属的存在形态,生物表面活性剂的种类、优点及生产方法。综述了几种典型的生物表面活性剂(鼠李糖脂、槐糖脂s、urfactin和皂角苷)及其在重金属污染生态修复中的应用。分析了生物表面活性剂去除重金属的作用机制,阐述了生物表面活性剂修复重金属污染的研究方向。     

复合表面活性剂对污染土壤中柴油的增溶和洗脱作用

研究了3种表面活性剂及其不同浓度配比对五种柴油链烃的增溶及对柴油污染土壤的洗脱作用.结果表明,复合表面活性剂的增溶效果优于单一表面活性剂,其中尤以阴离子表面活性剂SDS与非离子表面活性剂Tw-80的配比效果最佳;随阴离子表面活性剂复合比例的提高,可以有效地降低复合表面活性剂混合胶束的临界胶束浓度,提高单位表面活性剂接纳目标污染物的能力,增大目标链烃分配进入胶束相的倾向,同时有效降低增溶平衡时对表面活性剂用量的要求;高浓度的阴离子表面活性剂具有很高的污染洗脱效率,非离子表面活性剂Tw-80则易被土壤吸附而导致洗脱效率低下,但阴离子表面活性剂SDS与Tw-80配比能够有效地改善Tw-80易被土壤吸附的现象,并随复合比例提高而不同程度的增强污染土壤中柴油的洗脱效果.     

生物表面活性剂鼠李糖脂对水体中石油烃降解的促进作用

从被含油废水污染的土壤中筛选得到4株能利用柴油为唯一碳源生长的杆菌(X1,X2,X3和X4),经鉴定,这4株菌分别属于沙雷铁氏菌属(Serratiasp.)、不动菌属(Acinetobactersp.)、芽孢杆菌属(Bacillussp.)和氮单胞菌属(Azomonassp.).其中,菌株X4于32℃摇床培养28d后对柴油的降解率达62%,而在相同条件下,添加生物表面活性剂鼠李糖脂后柴油的降解率提高了26%.平板菌落计数结果表明,鼠李糖脂能促进菌的生长,生物量明显增多.对菌株降解反应的动力学研究进一步验证了鼠李糖脂对菌株X4降解石油烃的促进作用,添加了鼠李糖脂的样品组比对照组的半衰期缩短了近1倍.通过设计正交实验,本文研究了培养温度、培养时间、鼠李糖脂的添加量及石油烃的浓度等主要环境因子对水体中石油烃降解的影响.实验结果表明,影响水体中石油烃降解的主导因子是培养时间,其次是培养温度、石油烃的浓度和鼠李糖脂的添加量.图4表2参17     

几种多环芳烃在不同类型稻田土壤中的降解行为

为揭示我国不同类型稻田土壤中多环芳烃(PAHs)的降解率,采集了8个地区的稻田土壤,分别加入菲、荧蒽和苯并[a]蒽进行室内培养试验,分析不同类型稻田土壤中PAHs降解速率的差异及其与土壤理化性质的关系。结果表明,不同类型稻田土壤中PAHs降解能力由大到小依次为四川石灰性紫色土、黑龙江黑土、重庆中性紫色土、山西褐土、北京潮土、安徽黄褐土、河南潮土和湖南黄壤。不同类型稻田土壤中PAHs降解率在培养7 d时均可达51.5%,28 d后降解率大于80%。土壤中PAHs易降解程度由高到低依次为菲、荧蒽和苯并[a]蒽。除四川石灰性紫色土和重庆中性紫色土外,PAHs能显著增加其他类型土壤中总细菌数量和菲降解过程中的双加氧酶功能基因phnAc数量。冗余分析结果表明,土壤中菲和荧蒽降解速率与土壤中NH_4~+-N和有机质含量呈显著正相关(P0.05),与pH值和含水量呈负相关。土壤中苯并[a]蒽降解速率与土壤理化性质均无显著相关性(P0.05)。不同类型稻田土壤中PAHs自然降解速率和留存时间有所差异,可通过在土壤中添加氮肥等营养物质促进PAHs的降解。     

表面活性剂对小花南芥（Arabis alpina L.var.parviflora Franch）累积铅锌的促进作用

研究了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、鼠李糖脂（rhamnolipids）和皂角苷（saponins）等不同离子类型的表面活性剂对矿渣中重金属Pb和Zn的解吸效果,并采用盆栽实验研究了上述3种表面活性剂对Pb和Zn超富集植物小花南芥（Arabis alpina L.var.parviflora Franch）的生物量、吸收和富集重金属的影响。结果表明：3种表面活性剂对Pb的解吸效率是鼠李糖脂〉皂角苷〉CTAB,对Zn的解吸效率随处理质量浓度增加而增加,解吸率介于2.84%～10.84%之间;3种表面活性剂都能促进小花南芥叶长、根长、冠幅、地上部生物量及地下部生物量增加,与对照相比增加了1.06～1.92倍,除了表面活性剂CTAB处理质量浓度为7.5g.L^-1时,小花南芥叶长、冠幅、根长及地下部和地上部生物量都下降,分别为对照的0.61～0.88倍。添加三种表面活性剂都能显著促进小花南芥地下部和地上部累积Pb和Zn,并且位移系数和富集系数都大于1。这说明3种表面活性剂对小花南芥修复重金属铅和锌污染的土壤有促进作用。     

不同焦化厂土壤中多环芳烃污染特征比较研究

为研究焦化生产对土壤多环芳烃(PAHs)污染规律,采集北京、重庆和太原地区3个焦化厂地块的土壤样品共1 437个,采用气相色谱-质谱(GC-MS)法测定US EPA优先控制的16种PAHs质量含量。结果表明,北京、重庆和太原地区3个焦化厂污染土壤中总多环芳烃(ΣPAHs)质量含量最大值分别为10 647.2、39 332.7和19 381.9 mg·kg~(-1),PAHs污染都很严重,其中5环PAHs对ΣPAHs毒性的贡献率最大(63.01%～78.61%)。在垂直方向上,GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤风险管控标准》中8种优先管控的PAHs质量含量最大值随着土壤深度的增加而降低,其中,重庆场地土壤中污染物质量含量最大值随着土壤深度增加而减少的降低速率明显低于其他2个场地。同分异构比值法分析结果表明,北京、重庆和太原地区3个焦化厂来源于煤炭燃烧的PAHs占比分别为88.46%～90.38%、83.56%～98.17%和74.56%～92.96%,焦化厂土壤中PAHs仍存在少部分石油泄露、燃烧等污染源。北京、重庆和太原场地8种PAHs超过GB 36600—2018一类、二类管制值的最大比例分别为8.23%、5.18%,15.34%、9.77%及13.72%、8.68%,北京和重庆某焦化厂土壤再开发利用的健康风险更高。研究显示,在0～20 m深度,焦化厂搬迁后其旧址的土壤中依然残留着较高质量含量PAHs,环境风险较高。相似焦化厂场地土壤中PAHs污染特征与其所在区域以及土壤地层分布差异密切相关,地层分布在很大程度上会影响PAHs在土壤中的赋存和迁移,且对高环PAHs的影响相对于低环PAHs较小。该文研究结果可为焦化工业不同污染场所的土壤修复和环境风险评估提供参考。     

山东省主要类型土壤重金属的径流迁移系数研究

本研究借助于GIS的空间分析功能求得研究区域的坡度等影响土壤流失的因素,采用修正的土壤流失计算模型(RUSLE),探讨研究区域耕地土壤侵蚀量。结果表明,土壤侵蚀量分别是长清的褐土为6128t·km-2·a-1,商河的潮土为2659t·km-2·a-1,泰安的潮棕壤为5147t·km-2·a-1。采用合适的计算公式,在土壤中重金属为中等浓度时,褐土各重金属的径流迁移系数除Zn为2.73%外,其余均为2.72%,潮土除Pb为1.18%外,其余均为1.19%,潮棕壤Cu和Pb为2.29%,Zn和Cd为2.30%。     

阴/非离子表面活性剂强化微米Cu/Fe对水及土壤泥浆中有机氯农药的降解

选择氯丹、硫丹和灭蚁灵为目标污染物,以实际污染场地土壤为对象,研究了表面活性剂强化微米Cu/Fe双金属对水和土壤泥浆中有机氯农药的降解效果。结果表明,非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)强化效果优于阴离子的十二烷基磺酸钠(SDS)。TX-100强化微米Cu/Fe体系能实现水中有机氯农药的快速高效降解,最佳TX-100浓度为0.1 mmol·L-1。处理12 h后,γ-氯丹、硫丹和α-氯丹的降解率接近100%,灭蚁灵的降解率达到85.2%。对于土壤泥浆体系,偏酸性p H值对微米Cu/Fe的还原活性有重要作用。加入TX-100显著促进了微米Cu/Fe双金属对土壤中有机氯农药的还原降解(P0.05)。Cu负载量的提高增强了污染物的降解去除效果。当m(土)∶V(水)为1∶5、土中Fe投加量w为10%、Cu负载量为5.0%、TX-100浓度为5.0 mmol·L-1、p H值为4~5时,处理72 h后,γ-氯丹、硫丹、α-氯丹和灭蚁灵的降解率分别为83.5%、68.1%、86.8%和70.1%。TX-100强化微米Cu/Fe双金属还原降解是一种有效的有机氯农药污染土壤修复技术。     

生物与化学表面活性剂对多氯联苯的协同增溶作用

采用室内序批试验比较研究了单一的生物/非离子化学表面活性剂(SAA)与生物-非离子混合表面活性剂对商业用多氯联苯(PCBs)Aroclor1242的增溶作用.结果表明,生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对Aroclor1242的增溶作用要高于三种非离子SAA,三种非离子SAA对Aroclor1242的增溶作用顺序为POE(6)＞POE(10)＞Brij35,与其亲水亲油平衡值(HLB)呈负相关;鼠李糖脂与非离子SAA对Aroclor1242的增溶存在协同效应,混合表面活性剂溶液中Aroclor1242的摩尔增溶比(MSR)、胶束相/水相间的分配系数(Kmc)均大于对应的单一表面活性剂,其协同增溶作用顺序为RL-Brij35＞RL-POE(10)＞RL-POE(6),协同增溶作用的大小与其中的非离子表面活性剂的HLB值呈正相关.     

鼠李糖脂对土壤中原油降解的促进

从辽河油田石油污染的土壤中筛选、驯化得到三株对辽河原油具有较高降解效果的菌种(H1,H2,H3),选取对原油降解率最高的菌株H1为供试菌种,以受原油污染的天津滨海地区典型土壤(淤泥质粉质粘土夹粉砂)为供试土样,考察了不同浓度下鼠李糖脂对菌种H1生长、原油增溶和降解效果的影响.结果表明,鼠李糖脂对菌种H1无毒性,其对原油增溶效果明显,原油溶解度随着鼠李糖脂浓度的增加而增加.降解动力学实验结果表明,原油的降解符合指数常数模型.鼠李糖脂能明显促进土壤中原油的降解,缩短降解周期,大大提高修复效率.     

多环芳烃对不同类型稻田土壤硝化潜势及氨氧化微生物的影响

为揭示多环芳烃(PAHs)污染对我国不同区域稻田土壤氨氧化过程的影响,以8个省市的稻田土壤为研究对象,通过室内培养方式添加菲、荧蒽、苯并[a]蒽等3种PAHs进行28 d的培养实验,探究PAHs对不同土壤类型硝化潜势、氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)丰度和群落结构的影响.结果显示,8种土壤的理化性质、PAHs降解行为以及AOA和AOB菌群结构和丰度都有所差异,PAHs对硝化潜势的影响也表现为因土而异.PAHs显著抑制了黑龙江(黑土)、山西(褐土)、安徽(黄褐土)和湖南(黄壤)等4种土壤样品的硝化潜势(P 0.05),显著促进了四川(石灰性紫色土)的硝化潜势,而对北京(潮土)、河南(潮土)和重庆(中性紫色土)土壤则没有显著影响.荧光定量PCR分析amoA基因的丰度结果表明,在添加PAHs后,AOB的丰度显著增加,而AOA的丰度显著减少.相关性分析表明土壤AOA的丰度与硝化潜势的变化规律有显著相关性(P 0.05).除重庆和四川土壤外,PAHs的添加降低了AOA和AOB群落Shannon多样性指数.群落结构分析发现PAHs的添加促进了隶属于Nitrosospira cluster 3的AOB相对丰度增加,而隶属于Nitosomonas cluster 7的AOB相对丰度则降低;然而PAHs对AOA群落结构则没有显著影响.综上所述,PAHs污染可能通过改变土壤的氨氧化微生物的丰度和群落结构,进而在宏观上影响稻田土壤的硝化能力.(图7表3参46)