高環(huán)芳烴污染土壤的鐮刀菌-雀麥聯(lián)合修復(fù)研究.pdf

1、多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)作為土壤污染的一種重要化學(xué)污染物，不僅影響土壤的正常功能，降低土壤的環(huán)境質(zhì)量，而且這類致癌、致畸和致突變的有機(jī)污染物進(jìn)入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)后，可在動(dòng)植物體內(nèi)逐漸富集，并通過(guò)食物鏈最終傳遞給人類，進(jìn)而威脅人類的健康和生存。多環(huán)芳烴主要產(chǎn)生于能源的使用過(guò)程中，如煤、石油等化石燃料等有機(jī)物的不完全燃燒。眾所周知，煤炭和焦化廠均為PAHs的產(chǎn)生和存在提供了便利條件，

2、其污染范圍達(dá)2～3km甚至更大，從而使得煤礦區(qū)及焦化廠區(qū)成為典型的多環(huán)芳烴污染場(chǎng)地。前期對(duì)唐山煤礦區(qū)污染農(nóng)田土壤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，煤礦區(qū)周圍89％的農(nóng)田土壤存在著高環(huán)芳烴污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，修復(fù)治理迫在眉睫。因此，本文以煤礦區(qū)高環(huán)芳烴污染土壤作為研究對(duì)象，采用室內(nèi)盆栽試驗(yàn)開(kāi)展鐮刀菌-淀粉-無(wú)芒雀麥的生物修復(fù)技術(shù)研究，試圖探明高效降解土壤HMW-PAHs的兩因素及三因素的優(yōu)勢(shì)組合，揭示土壤HMW-PAHs降解與土壤酶活性的相關(guān)性，進(jìn)一步確定降解土壤H

3、MW-PAHs的重要降解酶。其主要研究結(jié)果總結(jié)如下：
　　1.淀粉、降解菌和無(wú)芒雀麥單因素對(duì)煤礦區(qū)污染農(nóng)田土壤中HMW-PAHs的影響顯著，修復(fù)效果明顯。在不同淀粉劑量處理下，D2處理對(duì)5環(huán)和6環(huán)PAHs降解率最高，分別為30.12％和37.05％，而4環(huán)PAHs在D1處理下降解率最高，為14.44％;鐮刀菌ZH-H2對(duì)土壤HMW-PAHs表現(xiàn)出良好的降解功能，不同接菌量下，H3處理對(duì)4環(huán)、5環(huán)和6環(huán)PAHs降解率最高，分別為19

4、.00％、34.15％和29.28％，比CK空白對(duì)照分別提高了82.29％、47.70％和169.48％;無(wú)芒雀麥同樣對(duì)土壤HMW-PAHs具有一定降解效果，4環(huán)、5環(huán)和6環(huán)PAHs降解率達(dá)12.64％、36.28％和36.26％。
　　2.淀粉、鐮刀菌ZH-H2與無(wú)芒雀麥兩兩組合處理對(duì)5環(huán)和6環(huán)的降解效果優(yōu)于其對(duì)應(yīng)的單因素處理，而4環(huán)PAHs在各處理間差異較大。在淀粉與鐮刀菌的不同組合中，高劑量淀粉(D2)組合對(duì)4環(huán)、5環(huán)和6環(huán)

5、PAHs的降解率均高于低劑量淀粉(D1)組合，其中D2+H2處理下4環(huán)、5環(huán)和6環(huán)PAHs的降解率最高，分別為19.32％、46.65％、59.60％，其中6環(huán)PAHs比D2和H2單因素處理顯著提高了60.86％和148.69％，且兩因素組合對(duì)高環(huán)芳烴的降解存在顯著的交互作用，推薦D2+H2（1.0g/kg淀粉+0.5g/kg鐮刀菌ZH-H2）為修復(fù)煤礦區(qū)老化污染農(nóng)田土壤HMW-PAHs的優(yōu)勢(shì)組合;淀粉增強(qiáng)了無(wú)芒雀麥對(duì)4環(huán)、5環(huán)和6環(huán)P

6、AHs的修復(fù)，在D2+W兩因素處理下降解率分別達(dá)17.93％、48.63％和58.32％，比W處理降解率顯著增加了41.81％、25.16％和50.94％，且淀粉與無(wú)芒雀麥對(duì)6環(huán)PAHs降解的交互作用顯著，推薦D2+W(1.0g/kg淀粉+無(wú)芒雀麥)為修復(fù)煤礦區(qū)老化污染農(nóng)田土壤HMW-PAHs的優(yōu)勢(shì)組合;鐮刀菌ZH-H2與無(wú)芒雀麥組合下4環(huán)、5環(huán)和6環(huán)PAHs降解率呈現(xiàn)出隨著接菌量的增加而逐漸增加的趨勢(shì)，其中H2和H3接菌量下降解菌-無(wú)

7、芒雀麥組合降解率顯著高于H1組合，H3+W處理下4環(huán)、5環(huán)和6環(huán)PAHs的降解率分別為21.08％、45.66％、53.24％，比W處理降解率增加了66.72％、25.83％、46.83％，比H3處理降解率增加了10.94％、33.70％、81.86％。推薦H2+W（0.5g/kg鐮刀菌ZH-H2+無(wú)芒雀麥）為修復(fù)煤礦區(qū)老化污染農(nóng)田土壤HMW-PAHs的優(yōu)勢(shì)組合。
　　3.淀粉、鐮刀菌ZH-H2與無(wú)芒雀麥三因素處理對(duì)5環(huán)和6環(huán)的降

8、解效果優(yōu)于其對(duì)應(yīng)的兩因素組合，而4環(huán)PAHs在各處理間差異較大。4環(huán)、5環(huán)、6環(huán)PAHs在D2+H2+W處理下表現(xiàn)最高，降解率分別為27.58％、63.57％、71.05％，其中D2+H2+W對(duì)6環(huán)PAHs的降解率是其兩因素處理D2+H2、D2+W、H2+W的1.19倍、1.33倍和1.22倍，且顯著高于其他單因素和兩因素處理。因此，可以將D2+H2+W（1.0g/kg淀粉+0.5g/kg鐮刀菌ZH-H2+無(wú)芒雀麥）組合處理作為修復(fù)煤礦

9、區(qū)老化污染農(nóng)田土壤HMW-PAHs的優(yōu)勢(shì)組合。
　　4.經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，鐮刀菌ZH-H2本身分泌木質(zhì)素過(guò)氧化物酶;在含HMW-PAHs的無(wú)機(jī)鹽溶液中接種不同劑量的鐮刀菌發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)素過(guò)氧化物酶活性與HMW-PAHs降解率表現(xiàn)出了極顯著的線性正相關(guān);在盆栽試驗(yàn)中也進(jìn)一步證實(shí)了土壤木質(zhì)素過(guò)氧化物酶活性與4環(huán)、5環(huán)、6環(huán)PAHs均表現(xiàn)出了極顯著的線性正相關(guān)性(P＜0.01)。因此，可以證實(shí)木質(zhì)素過(guò)氧化物酶是鐮刀菌ZH-H2降解土壤HMW-PA