蚯蚓-微生物體系強化修復土壤芘污染的研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展,土壤污染日益加劇。多環(huán)芳烴(PAHs)是一類廣泛存在于土壤中的持久性有機污染物,大多具有致癌、致畸和致突變的特性,其中16種被列為優(yōu)先控制污染物。近年來,在現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)業(yè)中對石油、煤礦和天然氣開發(fā)利用的不斷加快,環(huán)境中PAHs的蓄積有不斷增加的趨勢。其極強的環(huán)境持久性和難降解性可引起嚴重的環(huán)境問題,對人類健康具有無法預知的生態(tài)風險。如今,PAHs污染土壤的修復業(yè)已經(jīng)引起了國內(nèi)外環(huán)境學者越來越多的重視。 相比

2、于其他化學、物理的修復工藝,基于微生物降解的生物修復技術被廣泛認同為一種經(jīng)濟、環(huán)境友好的有機污染物修復技術。然而,包括PAHs在內(nèi)的很多憎水性有機污染物的水溶解性低以及多種土壤對這種污染物所表現(xiàn)出的很高的吸附能力使存在于土壤生態(tài)環(huán)境中的微生物對其的可利用性降低?，F(xiàn)實土壤中,外接土壤微生物的分布和傳輸效果不甚理想,適宜的電子受體的供應也會不足,這些都會限制,甚至抑制原位生物修復的進行。另外,污染物降解菌的活性也會受到影響著通氣性能、肥力和

3、營養(yǎng)可利用性的土壤結(jié)構和成分的制約。因此,開發(fā)新型的生物修復技術,降低有機污染物的環(huán)境閾值引起了極大的關注,是環(huán)境修復研究中的一個重要方向。 蚯蚓是溫帶土壤中占據(jù)主導生態(tài)位的無脊椎動物,通過攝食消化、穿孔和排泄活動,不僅顯著影響著土壤微生物的特性,而且可以改變土壤的物理化學性質(zhì)。已有大量關于蚯蚓在土壤中發(fā)揮多種重要作用的報道,故對于其棲息土壤中的有機污染物,蚯蚓可能會發(fā)揮降解促進者的作用。但是關于蚯蚓活動對土壤中有機污染物的微

4、生物降解能力的影響鮮有報道。因此,本研究的目的在于：首先,在實驗室條件下,以具有代表性的四環(huán)多環(huán)芳烴-芘為研究對象,考察了赤子愛勝蚯蚓活動是否可以對芘污染土壤的生物修復產(chǎn)生積極影響,以及這種影響的程度。此外,為了分析蚯蚓對微生物降解影響的作用機理,研究了蚯蚓引起的土壤芘的微生物可利用性的改變,及蚯蚓對微生物活性的影響。 研究的主要結(jié)論如下： (1)有機質(zhì)較高土壤中芘的微生物降解率和蚯蚓富集率都低于有機質(zhì)低的土壤,而老化作用降低

5、了芘的生物有效性。無論在新鮮染毒還是老化的土壤中,蚯蚓均可提高土壤中芘的去除率和微生物降解率。在新鮮染毒的紅壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由41.78％和27.02％分別提高到89.24％和57.53％,其中分別有51.48％和41.63％是蚯蚓促進的微生物降解作用引起的,37.76％和15.90％歸因于蚯蚓富集作用。而在老化的紅壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由36.53％和20.50％分別提高到91.93％和45.46％,其中分別有5

6、4.43％和32.83％是蚯蚓促進的微生物降解作用引起的,37.50％和12.63％歸因于蚯蚓富集作用。 (2)Tenax輔助解吸實驗的結(jié)果表明,蚯蚓處理30d后的土壤中,芘更易于從土壤上解吸下來。相比于原土,蚯蚓處理后的土壤中溶解性有機質(zhì)(DOM)含量更高。最終,經(jīng)蚯蚓處理的紅壤和潮土中芘解吸率從61.75％和44.85％分別提高到91.64％和80.92％,這預示著芘的生物可利用性的提高。相比于原土,蚯蚓糞處理總體上抑制了