论文部分内容阅读
多环芳烃(PAHs)是环境中一类难降解有机污染物,大多数具有“三致”效应,PAHs的生物降解是环境科学与工程领域的重要研究内容。论文以4种典型PAHs—萘、菲、芴和芘为研究对象,开展了PAHs高效土著降解菌种筛选、PAHs降解菌快速扩增方法、PAHs在水相和泥浆中生物降解特性、PAHs生物降解影响因素、表面活性剂对PAHs生物降解的强化作用等方面的研究工作。
从石油污染土壤、石化企业受污染土壤和污水处理厂二沉池活性污泥中筛选得到2种菲降解混合菌液并分离出6株菲降解菌,发现混合菌种ZM菌对菲具有最高的降解效率。并开发出高效降解菌的水硅油双相快速扩增法,该法可以快速扩增ZM菌,其扩增效率要比常用固液双相扩增方法高2-4个数量级。
研究ZM菌对水相中PAHs的生物降解特性,结果表明ZM菌可以降解4种PAHs,对萘、菲和芴有较好的降解能力,4种PAHs的生物降解都遵循准一级反应动力学方程InC/C0=-kt+b。高达1000mg/l的菲仍然可以在5d内被降解63.9%,较低的pH值对菲的生物降解有抑制作用,外加碳源葡萄糖可以促进菲的生物降解。
考察泥浆体系中菲的降解特性及加菌量、水土比、NP添加对菲生物降解的影响,结果表明,在采用较大的水土比4:1、土壤中菲污染程度较轻、加菌量充足的条件下可以获得最佳的降解效果。菲在动态泥浆体系中连续降解试验结果表明,1000mg/L的菲污染土壤可以被快速降解。针对泥浆反应体系是多相复杂体系多种物质参与的反应过程,引入生物地球化学模型PHREEQC对菲生物降解过程进行模拟,结果表明PHREEQC可以较理想地模拟菲在水相中和泥浆体系中生物降解过程。
以3种典型非离子表面活性剂—Tween80、Tween20和TritonX-100为对象,对比分析表面活性剂的性质、增溶能力、在土壤中的吸附特性以及生物降解性,结果表明,3种非离子表面活性剂对典型PAHs有很好的增溶效果,非离子表面活性剂的质量溶解率WSR值与其HLB值呈负相关,PAHs的胶束—水分配系数logKm与其1ogKow呈线性关系;表面活性剂在土壤中的吸附是快速反应,在试验浓度范围内,Tween80和TritonX-100在土壤中的吸附等温线满足Langmuir方程;Tween80同时具有自身降解性较好、增溶能力较强、在土壤中的吸附量较小的优点;表面活性剂对菲污染土壤的洗脱效果很大程度上受其吸附特性的影响,采用5000mg/L表面活性剂洗脱菲污染土壤时,洗脱效果TritonX-100优于Tween80和Tween20。
考察表面活性剂对菲生物降解的影响,结果表明,加入表面活性剂Tween80加快了水相中ZM菌对晶体状态的菲的降解速率。加入Tween20、Tween80和TritonX-100后,50mg/L的菲2d后降解率分别达到80.8%,100%和84.4%。Tween80对泥浆体系中菲生物降解有促进作用,其原因是表面活性剂增加了菲的水相溶解度,增加了菲的生物可利用性。