论文部分内容阅读
农用除草剂是环境中一类重要的持久性有机污染物,长期施用已造成世界范围内水体和土壤的污染。污染物由于自身的疏水性,进入环境后大部分吸附在土壤等天然固体吸附剂上。土壤生物的降解作用是该类污染物从环境中去除的重要途径。长期以来,关于吸附态污染物能否不经解吸而直接被微生物利用的讨论莫衷一是,定量探讨吸附解吸对吸附态污染物生物降解过程的影响,对正确揭示和理解生物可利用性机理,制定合理的环境质量标准,有效选择土壤修复策略和修复终点,有重要的指导意义。
本论文选用阿特拉津(Atrazine)为目标污染物,在研究其在土壤上的吸附解吸规律的基础上,分别对阿特拉津在纯水相和水土混合体系中的生物降解情况做了研究,主要研究内容和结论归纳如下:
(1)阿特拉津在土壤上的吸附等温线符合传统的线性模型,吸附以疏水性有机污染物向土壤有机质中的分配作用为主导。解吸不是吸附的逆过程,出现了明显的滞后现象。解吸曲线与线性模型的偏差很大,而双元平衡解吸模型(DED)相比于线性模型,能够更准确地模拟阿特拉津的解吸数据,从而准确地预测疏水性污染物从土壤中的释放过程。本部分研究结果验证了DED模型对疏水性有机化合物的适用性,同时也为后续生物可利用性部分的研究奠定了基础。
(2)选用高效降解菌一假单胞菌AD2,研究水相阿特拉津的降解动力学。通过细菌吸附实验发现,体系中的细菌99%以上接种后迅速吸附在土壤颗粒表面,从而为直接降解吸附态污染物提供了可能。实验条件下阿特拉津的水相降解符合一级降解动力学,且降解速率受pH,温度,污染物浓度等因素的影响很明显。实验最终确定了土壤浸出液中的水相降解常数,为下一步的实验和模型打下了基础。
(3)选择两个吸附初始浓度,通过搭建模型对吸附态阿特拉津的生物可利用性进行了研究。结果表明,基于二元平衡解吸规律的模型与实验结果有较好的吻合。低浓度组的实验结果符合先解吸再降解的模型假设,高浓度组的吸附态阿特拉津部分在土相直接被微生物降解,但降解速率远低于水相的降解。固相污染物能否被微生物直接利用,与污染物性质、土壤组成和颗粒分布,微生物种类及降解策略,污染物浓度等多种因素有关,机理复杂,不能一概而论。