蚯蚓及蚓糞對假單胞菌降解土壤中菲的影響.pdf

1、多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是環(huán)境中普遍存在的一類有機(jī)污染物。在多環(huán)芳烴中，菲屬于較簡單的一類低分子量PAHs，除存在于石油外，大多來自焦炭不完全燃燒以及煤炭氣化和液化工藝排放的廢氣廢水中。菲由三個苯環(huán)連接而成，它不僅在污染環(huán)境中的含量高，而且具有一個Bay-region和一個K-region，這兩個結(jié)構(gòu)與多環(huán)芳烴的致癌性有緊密關(guān)系。菲的性質(zhì)穩(wěn)定，易在環(huán)境中沉積，對人呼吸道和皮膚

2、有毒害作用，雖然目前尚無證據(jù)顯示菲對人體有致癌和誘變性，但它可以誘發(fā)魚類和其他生物的突變、畸變和癌變，并能通過食物鏈累積。因其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，菲成為PAHs污染研究中的模式化合物。菲的生物降解研究不僅有利于環(huán)境中菲的降解，還可為其他PAHs污染的防治提供相關(guān)的參考資料。研究表明，微生物降解在自然環(huán)境PAHs污染的消除中發(fā)揮著重要的作用。 蚯蚓是土壤中生物量最大的動物類群之一，在維持土壤生態(tài)系統(tǒng)功能中起著不可替代的作用。近年來

3、研究表明，蚯蚓在修復(fù)污染土壤方面也具有重要作用，主要表現(xiàn)在蚯蚓對土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)過程的調(diào)節(jié)方面。因此，蚯蚓具有強(qiáng)化土壤有機(jī)物生物修復(fù)的能力，但是，關(guān)于蚯蚓存在條件下有機(jī)污染物降解情況的研究還不多。 本研究采用人工模擬菲污染土壤，通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，分別研究了蚯蚓和蚓糞對假單胞菌降解土壤中菲的影響。 研究結(jié)果表明： 1) 通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，分別研究了接種蚯蚓(E)、假單胞菌(B)以及同時接種假單胞菌和蚯蚓

4、(BE)對土壤中菲降解的影響。結(jié)果表明，30d培養(yǎng)結(jié)束后，土壤中菲的初始污染濃度為50mg·kg<'-1>的條件下，各處理間菲的降解率差異顯著，其降解率的大小順序依次為：BE>B>E>CK(對照)。在150mg·kg<'-1>菲的初始污染濃度下，BE處理中菲的降解率高達(dá)98.86％，顯著高于CK和E處理。測定B和BE處理中細(xì)菌的雙加氧酶活性結(jié)果表明，B處理中假單胞菌的雙加氧酶活性在3種菲初始污染濃度下沒有顯著差異，而BE處理中雙加氧酶的

5、活性隨著土壤中菲的初始污染濃度的升高而增加。同時測定蚯蚓體內(nèi)發(fā)現(xiàn)，在相同菲污染濃度下BE處理中蚯蚓體內(nèi)的菲明顯高于E處理。這些結(jié)果初步表明，蚯蚓能夠通過生物富集作用降低土壤中菲的濃度；同時蚯蚓與細(xì)菌的相互作用能夠進(jìn)一步促進(jìn)土壤中菲的降解。 2) 采用人工模擬菲污染土壤，分別研究了添加牛糞(W)、蚓糞(EC)、假單胞菌(B)以及同時接入牛糞和假單胞菌(Bw)、蚓糞和假單胞菌(BEC)對土壤中菲降解的影響。30d室內(nèi)培養(yǎng)結(jié)束的結(jié)

6、果表明，添加牛糞與蚓糞都能顯著降低土壤中菲的殘留，但蚓糞的效果相比于牛糞更為明顯。同時，蚓糞和牛糞的添加都能夠有效促進(jìn)假單胞菌對土壤中菲的降解，降解率可高達(dá)98％～99％，顯著高于其他處理，從效果上看，牛糞和蚓糞對假單胞菌的這種促進(jìn)作用沒有差別。為了更好研究降解過程中影響的動態(tài)變化，另設(shè)置在菲初始污染水平為100 mg·kg<'-1>下進(jìn)行動態(tài)采樣：每4d進(jìn)行破壞性采樣，培養(yǎng)周期20d。結(jié)果顯示，土壤中菲的降解主要發(fā)生在培養(yǎng)前期(0d～

7、8d)，降解速率隨著培養(yǎng)時間的增加而降低；結(jié)合假單胞菌的雙加氧酶活性的動態(tài)變化來看，在培養(yǎng)前中期，BEC處理中的雙加氧酶活性要高于B處理中的，蚓糞的添加能夠促進(jìn)假單胞菌分泌的雙加氧酶的活性，但是這種作用隨著培養(yǎng)時間的增加而減弱。但添加牛糞的處理中雙加氧酶的活性變化較為復(fù)雜，說明牛糞并不是通過提高雙加氧酶的活性而促進(jìn)假單胞菌對菲的降解，可能存在其他降解途徑或者牛糞中存在其他降解菌。 3) 在本試驗(yàn)的條件下，雖然蚯蚓和蚓糞都能夠