焦化廠多環芳烴污染土壤的強化微生物修復研究
摘要:從北京焦化廠采集了多個多環芳烴(PAHs)污染土壤樣品,目的是從中分離出PAHs降解菌并確定其適宜的生存條件,進行富集培養后,應用于焦化廠污染土壤的強化微生物修復。分別以美國EPA優先控制的16種PAHs中的一種為唯一碳源,采用平板劃線法對降解菌進行分離并通過基因分析方法確定其種屬,共獲得7種PAHs降解菌,這些菌混合在一起,在適當的濃度條件下,可對16種2~6環的PAHs進行降解。在液體培養基中16種PAHs總濃度(PAH16)為17μg/mL時,單一菌即可生長良好且具有降解活性,但當PAH16為166μg/mL時,不論是單一菌還是混合菌(7種PAHs降解菌),其生長和活性均受到抑制。針對北京焦化廠污染土壤,設計了5組處理,即對照(C)、添加營養物(N)、添加營養物和降解菌(N+B)、添加營養物和表面活性劑(N+S)、以及添加營養物、降解菌和表面活性劑(N+B+S)。經過5周的實驗,與C組相比,N+B組16種PAHs的去除率平均提高了32%,N+B+S組16種PAHs的去除率平均提高了46%(其中10種4~6環PAHs的去除率平均提高了52%)。添加PAHs降解菌和表面活性劑可明顯增強土壤中PAHs的降解。本研究為北京焦化廠及其它焦化廠PAHs污染土壤的強化微生物修復提供了依據。
關鍵詞:焦化廠,多環芳烴污染土壤,多環芳烴降解菌,微生物降解,強化微生物修復
多環芳烴(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是焦化企業污染土壤中最常見的一類污染物。PAHs為2個或2個以上芳環稠合在一起的一類化合物,它們具有毒性,有的甚至能夠致癌(5-6環的PAHs)。為了保護生態系統和人體健康,有必要對PAHs污染土壤進行修復。可采用的修復方法包括物理法(如土壤蒸汽浸提、熱脫附)、化學法(如化學氧化、土壤淋洗)、以及生物法(如微生物修復、植物修復),其中利用微生物代謝活性去除污染物的微生物修復被認為是最經濟有效且環境友好的一種方法。
微生物修復成功與否在很大程度上取決于污染土壤的環境條件、污染物性狀、以及微生物特征。對于任何污染場地,在工程化修復之前應對所選技術的可行性進行研究。本研究目的是針對北京焦化廠PAHs污染土壤的現狀,從當地土著菌中分離出PAHs降解菌并確定其適宜的生存條件,進行富集培養后,應用于該地污染土壤的強化微生物修復。應用聚合酶鏈反應-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術對所分離菌的純度進行驗證,在PAHs降解菌的分離研究中是一個創新。對污染土壤多種處理方式進行比較是本研究的特色。研究成果對北京焦化廠及其它焦化廠PAHs污染土壤的修復具有指導意義。

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