堆肥對菲及三環(huán)唑污染土壤修復(fù)研究.pdf

1、作為一種廢棄物資源化技術(shù)，堆肥及其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)，而且日益顯示出在污染土壤的修復(fù)中具有巨大潛力。本文主要對利用堆肥進行污染環(huán)境的修復(fù)等相關(guān)問題進行了較為系統(tǒng)的研究。文中詳細分析了城市生活垃圾堆肥化過程，對比研究了城市生活垃圾堆肥(CMSW)和蘑菇堆肥(SMC)對多環(huán)芳烴菲和三環(huán)唑污染土壤的修復(fù)效果，初步研究了堆肥修復(fù)污染土壤的動力學(xué)過程、污染物相互作用等實際問題，并應(yīng)用修復(fù)樣品中GST和C230酶活性及其基因變化情況評價了修

2、復(fù)過程的演化。主要結(jié)果如下：
　　 1.對好氧堆肥過程中各種物理化學(xué)參數(shù)、指標(biāo)酶活性以及微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的研究表明，堆肥過程中生物酶活性和微生物群落結(jié)構(gòu)、數(shù)量隨堆肥溫度變化而改變。進入穩(wěn)定期后，堆肥中物質(zhì)組成趨于穩(wěn)定、總體代謝活性及各種酶活性達到極大值，微生物種類、數(shù)量顯著高于土壤。此時堆肥可以用于污染土壤的生物修復(fù)。
　　 2.利用CMSW和SMC對不同濃度菲及三環(huán)唑污染土壤進行修復(fù)。結(jié)果表明，2種堆肥均能消除菲降

3、解的延滯期、提高菲降解的速度，促進菲在土壤中的降解過程。
　　 對于極性較強的污染物三環(huán)唑(pKa=1.4)，其在土壤以及土壤/CMSW混合物中沒有明顯降解。而土壤/SMC體系中，不同初始濃度的三環(huán)唑降解率平均提高15％，且其降解曲線均為直線。相比于其它堆肥，SMC更適合于各種有機污染物污染土壤的修復(fù)。另外，三環(huán)唑降解速率隨其初始濃度提高而減小，推測高濃度的三環(huán)唑可抑制相應(yīng)降解微生物的生長和活性。
　　 3.三環(huán)唑在較低

4、濃度(30 mg L-1)時可對菲降解菌株ZX4的生長產(chǎn)生抑制。隨著三環(huán)唑濃度上升，菲降解微生物生長延滯期增長，生長速率和生長量顯著降低。當(dāng)其濃度增至60 mg L-1時，能顯著抑制各種菲降解微生物的生長。對ZX4和M1中菲降解關(guān)鍵酶分析表明，三環(huán)唑能對菲降解初始關(guān)鍵酶(菲雙加氧酶)活性產(chǎn)牛顯著的抑制，這種抑制作用極有可能是由結(jié)構(gòu)類似分子之間的相互競爭所引起。因而加入60 mg kg-1三環(huán)唑后，菲污染土壤中PAH降解微生物生長延滯期增

5、加了7d，且生長速度顯著降低。而土壤/SMC體系中，三環(huán)唑并未對降解微生物生長產(chǎn)生明顯的影響。
　　 三環(huán)唑能顯著抑制土壤中菲的降解過程。含有60 mg kg-1三環(huán)唑的土壤中，菲降解延滯期增至14d，隨后菲濃度呈直線下降。而對照土壤中，菲濃度在前7d內(nèi)無顯著改變，隨后呈指數(shù)降低。
　　 土壤/SMC體系中，菲在對照和復(fù)合污染樣品中均呈指數(shù)降解的趨勢，其降解曲線基本吻合。且與培養(yǎng)基和土壤中不同，土壤/SMC體系中三環(huán)唑?qū)?/p>

6、菲降解未產(chǎn)生顯著影響。
　　 三環(huán)唑?qū)Ψ平到獾囊种谱饔秒S環(huán)境中的微生物多樣性增加而減小，同時各污染物的降解速度與微生物多樣性之間表現(xiàn)為一定的正相關(guān)性。表明微生物多樣性的增加能降低污染物之間的相互作用，提高污染物的降解速度。
　　 4.對比過氧化氫酶、多酚氧化酶、呼吸強度以及PAH降解微生物數(shù)量可見，SMC能顯著增加土壤中各種生物活性，而對PAH降解微生物數(shù)量沒有顯著影響。另外，土壤及土壤/SMC體系中PAH降解微生物數(shù)量

7、受環(huán)境中污染物種類和濃度的顯著影響。過氧化氫酶、多酚氧化酶和呼吸強度隨污染物不同濃度而有所差異，但并不顯著。
　　 對菲和三環(huán)唑吸附量的研究表明，SMC儀在一定程度上增加土壤中的菲和三環(huán)唑的吸附比例，并未產(chǎn)生顯著的影響。
　　 5.通過MPN-PCR對C230基因的研究表明，菲污染樣品中C230變化趨勢與PAH降解微生物數(shù)量具有顯著的正相關(guān)性(R2=0.871，p<0.01)，其能很好地反映樣品中菲整體的降解情況。單獨添

8、加三環(huán)唑未對樣品中C230基因數(shù)量產(chǎn)生顯著影響。
　　 對細菌群落結(jié)構(gòu)的DGGE分析表明，細菌種群主要受菲濃度影響。三環(huán)唑?qū)毦鷽]有明顯毒性，并不會對環(huán)境中的細菌群落結(jié)構(gòu)、多樣性產(chǎn)生明顯的負面效應(yīng)。真菌群落多樣性分析表明，菲和三環(huán)唑加入后，體系中真菌群落結(jié)構(gòu)未發(fā)生迅速改變。隨時間的延長，真菌群落結(jié)構(gòu)隨污染物種類及其降解情況而有所差異。加入SMC后，土壤中具有菲降解能力的真菌種類有所增加，但真菌種群多樣性并未隨SMC加入而有顯著改