邻苯二甲酸酯污染土壤真菌—植物修复的化学强化措施研究

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邻苯二甲酸酯(phthalicacidesters,PAEs)是一类性能良好的增塑剂。农用地膜中的酞酸酯含量很高,仅次于塑料本身。目前地膜的广泛使用在农业生产中,残留在土壤中的地膜不断积累,导致PAEs大量迁移到土壤和农作物中,引发的食品安全问题严峻。随着残留时间的延长,土壤中的PAEs逐渐被土壤孔隙吸附,使得其生物有效态偏低,真菌和植物的降解和富集的效率低。因此本论文致力于表面活性剂对PAEs污染土壤的真菌.植物联合修复增效技术研究,发展低成本、环境友好的、能大面积应用的生物修复技术。主要研究结果如下:  (1)在实验室条件下,在备选的三种非离子表面活性剂:聚氧乙烯月桂醚30(Brij30)、聚氧乙烯月桂醚35(Brij35)和吐温80(Tween80)中,通过大豆种子发芽试验,大豆植株水培试验和真菌生长实验,筛选出最适合植物和真菌生长的表面活性剂。结果如下:真菌Isariasp在三种表面活性剂中的生长情况良好,其生长随着表面活性剂浓度的升高而增强。在共代谢的基础上,Isariasp利用三种表面活性剂作为碳源和能源大量生长。在种子发芽试验中,当三种表面活性剂浓度超过2.5g/L时,表现出明显的毒理作用。水培实验的结果表明,在相同的处理浓度下,T80处理组大豆的生长明显优于B30和B35,说明大豆更容易在T80中生长。  (2)利用华南农业大学水稻田土壤,配制PAEs复合污染土壤。添加表面活性剂T80可以提高人工污染土壤和高州试验田土壤PAEs的生物有效性,通过羟丙基-β-环糊精(HPCD)非耗竭性提取方法,评价土壤中PAEs的生物有效性。结果如下:对于两种土壤,T80对土壤中PAEs的生物有效性有促进作用。对于人工污染土壤,当T80浓度为2.5g/kg时,各种PAE的生物有效性增效作用最明显,DMP,DEP和DOP生物有效性分别增加了38.6%,61.4%和45.3%。对于高州试验田土壤,当T80浓度为2.5g/kg时,示范田土壤中DMP,DEP和DOP生物有效性分别增加了79.2%,74.5%和58.7%。  (3)PAEs污染修复作物的筛选结果显示,各种蔬菜对不同PAE的耐受能力不同,供试蔬菜对PAEs耐性高低排序:空心菜>菜心>上海青>黄瓜>圆辣椒>小白菜>水东芥菜。空心菜适合用于PAEs污染土壤的修复研究。表面活性剂T80对空心菜种子的发芽有一定的抑制作用,发芽率随着浓度的升高而降低。而真菌Isariasp在T80溶液中的生长随着处理浓度的增加呈现正生长趋势。  (4)本论文构建了4种不同浓度PAEs污染的真菌.植物联合修复体系,空心菜的生长随着PAEs浓度的增加而下降,4个PAEs浓度试验组接种真菌和添加T80处理组空心菜生长良好。T80增加土壤中PAEs的生物有效性,从而增加真菌降解的效果,减少由于PAEs对空心菜的胁迫,同时使土壤基础呼吸发生变化。相同实验条件下,空心菜吸收DEP的量最大,空心菜对PAEs吸收的趋势随着土壤中PAEs浓度的增大而增加,说明T80和真菌形成的根系环境可以增加空心菜对PAEs的吸收,促进了土壤中PAEs的降解。
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