土壤有机污染物菲芘的微生物技术初探
摘要：多环芳烃是一类重要的全球性污染物，广泛存在于环境中，呈现出不断积累的趋势。本研究主要探究微生物对土壤中典型的多环芳烃菲和芘降解的效果。本研究利用已有的对多环芳烃有降解效果的菌株和能够耐高温的湿热菌群，在实验室模拟和实际污染条件下探索生物泥浆反应器在较高温度下对污染土壤的修复效果.利用泥浆体系的模拟研究，比较不同微生物、不同水土比条件下降解效果，得到对菲、芘降解效果最优的微生物、水土比，为典型多环芳烃菲和芘污染土壤的生物修复提供技术支撑，为生物泥浆反应技术在我国尽早应用奠定实验和理论基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1材料与方法2
1.1供试材料 2
1.1.1供试土壤2
1.1.2 供试微生物2
1.2 试验研究方法 3
1.3技术路线 3
1.4试验方法 3
1.4.1污染土壤的制备3
1.4.2采用不同微生物和水土比强化泥浆体系3
1.4.3土壤菲和芘的提取测定3
1.5 实验数据统计4
2 结果与分析4
2.1 不同微生物处理下菲的降解效果比较4
2.2 不同微生物处理下芘的降解效果比较4
2.3 不同水土比处理下菲的降解效果比较5
2.4 不同水土比处理下芘的降解效果比较5
3 讨论6
3.1 微生物对有机污染物菲和芘的降解影响 6
3.2 水土比对有机污染物菲和芘的降解影响 6
3.3菲和芘污染的微生物降解技术 6
致谢7
参考文献7
图1研究的技术路线3
图2不同微生物对泥浆体系中菲降解的影响4
图3不同微生物对泥浆体系中芘降解的影响4
图4不同水土比对泥浆体系中菲降解的影响5
图5不同水土比对泥浆体系中芘降解的影响5
表1土壤基本生理生化指标2 土壤有机污染物菲、芘的微生物降解技术初探
引言
引言<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
br /> 美国环保局EPA制定了129种优先污染物，其中多环芳烃便是其中之一[1]。多环芳烃是一类重要的全球性污染物，它与人类的生活息息相关，广泛的存在于人类生活的自然环境，比如水、大气、土壤，甚至人类食用的各类作物和食品中。多环芳烃（PAHs）是分子中具有两个或两个以上稠和苯环结构的一类碳氢化合物，它有毒有害，疏水性低，所以很容易吸附于固体颗粒表面，其具有很高的有机腐殖质残留性，并呈现出不断积累的趋势，很难从环境中降解消除[2]。垃圾焚烧、石油泄漏、加工木材、生产煤气以及化石燃料的不完全燃烧等都是它的主要来源[3]。
本研究主要探究微生物对土壤中典型的多环芳烃降解的效果。菲的分子式为C14H10，是蒽的同分异构体，广泛存在于煤油中。它是一种含三个苯环的稠环芳烃，是一种具有光泽的白色片状晶体，能发出荧光。菲与水不溶，微溶于酒精，由于相似相容原理，所以可以溶于冰醋酸、苯、四氯化碳等有机溶剂，并且其溶液具有蓝色荧光。芘是一类芳香族化合物，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚，具有可燃性。芘来源于煤焦油沥青的蒸馏物中，它是一种有机合成原料，广泛应用于树脂的合成、染料的加工、塑料制作等行业，同时它还可以制作杀虫剂、增塑剂等，应用范围极广。
菲和芘进入土壤后，可以进行吸附、挥发、土壤淋滤、植物富集、生物降解等。大部分经PAHs污染的土壤，污染物主要的趋势是进行表面吸附，尤其对于3环以上的PAHs，其吸附力很强，可以牢牢被固定在土壤中 [4]。PAHs类物质进入土壤后，通过挥发等作用进入大气。进入大气的污染物可以直接经过人体的呼吸作用进入人体内，也可以经过光合作用被植物吸收，在植物体内自身的代谢机制，通过食物链的方式进入人体内，从而危害人体健康 [5]。PAHs具有很强的“三致”效应，即致癌性、致畸性、致突变性。人体如果长时间处于PAHs污染环境中，污染物进入人体的可能性将大大提高。进入人体的污染物在体内酶的催化作用下，生成最终的致癌物，可诱发各自急性和慢性疾病，如皮肤癌、肺癌、直肠癌、膀胱癌等。同时，PAHs具有明显的光致毒效应。研究表明[6]，经过紫外线照射后的多环芳烃，加速了自由基的形成，损伤细胞组织能力，引起人体遗传信息的突变，使其毒性增加。
修复PAHs污染土壤是当下环境治理的热点，现可以使用的方法有物理法(如蒸汽浸提、热脱附)、化学法(如土壤淋洗、化学氧化)、以及生物法(如微生物修复、植物修复)。其中，生物修复技术是去除土壤中PAHs的一种重要的治理方法[7]，它有效的利用微生物的降解作用来消除土壤中的污染物，具有低费用、高效率的优点[810]。微生物修复的方式有多种，可以利用污染土壤中存在的微生物有效降解消除污染物，也可以通过外加微生物的方法来降解污染物。
自然条件下，真菌、细菌都能够降解PAHs[11]，但是由于PAHs的生物利用性低，高环结构的多环芳烃对微生物生长有强抑制作用，所以微生物降解的难题一直难于攻破。经研究发现，利用长期驯化的微生物，可以达到提高其对高环PAHs的降解能力的效果。研究[12]表明，去除PAHs的一种最有效的途径是微生物降解。微生物能够以利用PAHs作为碳源与能源和共代谢两种方式降解PAHs[13]。微生物共代谢作用是目前降解多环芳烃PAHs的最多使用的方法[1416]。
本研究是利用已有的对多环芳烃有降解效果的菌株和能够耐高温的嗜热菌群，在实验室模拟和实际污染条件下探索生物泥浆反应器在较高温度下对污染土壤的修复效果，以及为多环芳烃污染土壤的生物修复提供支撑，为生物泥浆反应技术在我国尽早应用奠定实验和理论基础。
1 材料与方法
1．1 供试材料
1．1．1 供试土壤
土壤采自采自南京市下马坊公园表层土壤（10~20cm），采集土样的基本生理生化指标（见表1）。
表1 土壤基本生理生化指标
指标
pH
有机质含量（g/kg）
TN(g/kg)
TP(g/kg)
TK(g/kg)
数据
6.82
18.53
1.07
1．1．2 供试微生物
在PAHs污染的环境中，因为微生物经过长期的变异和适应，它的降解能力远远高于未受污染的区域[17]。所以采用PAHs污染的土壤中富集培养并筛选分离出较好的微生物种类，在集中驯化培养后可以运用于污染土壤的修复。现已有40个种属的微生物具有PAHs降解能力[1821]。我们采用典型的降解菲和芘的微球菌进行我们的试验[19,20]。
嗜热菌——S宜兴国豪生物环保有限公司有机垃圾处理菌剂。
降解菌——J微球菌No. CCTCC AB 2010361
1．2 试验研究方法
本研究采用了实验室条件下泥浆体系的动态监测方法。
1．3 技术路线
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1材料与方法2
1.1供试材料 2
1.1.1供试土壤2
1.1.2 供试微生物2
1.2 试验研究方法 3
1.3技术路线 3
1.4试验方法 3
1.4.1污染土壤的制备3
1.4.2采用不同微生物和水土比强化泥浆体系3
1.4.3土壤菲和芘的提取测定3
1.5 实验数据统计4
2 结果与分析4
2.1 不同微生物处理下菲的降解效果比较4
2.2 不同微生物处理下芘的降解效果比较4
2.3 不同水土比处理下菲的降解效果比较5
2.4 不同水土比处理下芘的降解效果比较5
3 讨论6
3.1 微生物对有机污染物菲和芘的降解影响 6
3.2 水土比对有机污染物菲和芘的降解影响 6
3.3菲和芘污染的微生物降解技术 6
致谢7
参考文献7
图1研究的技术路线3
图2不同微生物对泥浆体系中菲降解的影响4
图3不同微生物对泥浆体系中芘降解的影响4
图4不同水土比对泥浆体系中菲降解的影响5
图5不同水土比对泥浆体系中芘降解的影响5
表1土壤基本生理生化指标2 土壤有机污染物菲、芘的微生物降解技术初探
引言
引言<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
br /> 美国环保局EPA制定了129种优先污染物，其中多环芳烃便是其中之一[1]。多环芳烃是一类重要的全球性污染物，它与人类的生活息息相关，广泛的存在于人类生活的自然环境，比如水、大气、土壤，甚至人类食用的各类作物和食品中。多环芳烃（PAHs）是分子中具有两个或两个以上稠和苯环结构的一类碳氢化合物，它有毒有害，疏水性低，所以很容易吸附于固体颗粒表面，其具有很高的有机腐殖质残留性，并呈现出不断积累的趋势，很难从环境中降解消除[2]。垃圾焚烧、石油泄漏、加工木材、生产煤气以及化石燃料的不完全燃烧等都是它的主要来源[3]。
本研究主要探究微生物对土壤中典型的多环芳烃降解的效果。菲的分子式为C14H10，是蒽的同分异构体，广泛存在于煤油中。它是一种含三个苯环的稠环芳烃，是一种具有光泽的白色片状晶体，能发出荧光。菲与水不溶，微溶于酒精，由于相似相容原理，所以可以溶于冰醋酸、苯、四氯化碳等有机溶剂，并且其溶液具有蓝色荧光。芘是一类芳香族化合物，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚，具有可燃性。芘来源于煤焦油沥青的蒸馏物中，它是一种有机合成原料，广泛应用于树脂的合成、染料的加工、塑料制作等行业，同时它还可以制作杀虫剂、增塑剂等，应用范围极广。
菲和芘进入土壤后，可以进行吸附、挥发、土壤淋滤、植物富集、生物降解等。大部分经PAHs污染的土壤，污染物主要的趋势是进行表面吸附，尤其对于3环以上的PAHs，其吸附力很强，可以牢牢被固定在土壤中 [4]。PAHs类物质进入土壤后，通过挥发等作用进入大气。进入大气的污染物可以直接经过人体的呼吸作用进入人体内，也可以经过光合作用被植物吸收，在植物体内自身的代谢机制，通过食物链的方式进入人体内，从而危害人体健康 [5]。PAHs具有很强的“三致”效应，即致癌性、致畸性、致突变性。人体如果长时间处于PAHs污染环境中，污染物进入人体的可能性将大大提高。进入人体的污染物在体内酶的催化作用下，生成最终的致癌物，可诱发各自急性和慢性疾病，如皮肤癌、肺癌、直肠癌、膀胱癌等。同时，PAHs具有明显的光致毒效应。研究表明[6]，经过紫外线照射后的多环芳烃，加速了自由基的形成，损伤细胞组织能力，引起人体遗传信息的突变，使其毒性增加。
修复PAHs污染土壤是当下环境治理的热点，现可以使用的方法有物理法(如蒸汽浸提、热脱附)、化学法(如土壤淋洗、化学氧化)、以及生物法(如微生物修复、植物修复)。其中，生物修复技术是去除土壤中PAHs的一种重要的治理方法[7]，它有效的利用微生物的降解作用来消除土壤中的污染物，具有低费用、高效率的优点[810]。微生物修复的方式有多种，可以利用污染土壤中存在的微生物有效降解消除污染物，也可以通过外加微生物的方法来降解污染物。
自然条件下，真菌、细菌都能够降解PAHs[11]，但是由于PAHs的生物利用性低，高环结构的多环芳烃对微生物生长有强抑制作用，所以微生物降解的难题一直难于攻破。经研究发现，利用长期驯化的微生物，可以达到提高其对高环PAHs的降解能力的效果。研究[12]表明，去除PAHs的一种最有效的途径是微生物降解。微生物能够以利用PAHs作为碳源与能源和共代谢两种方式降解PAHs[13]。微生物共代谢作用是目前降解多环芳烃PAHs的最多使用的方法[1416]。
本研究是利用已有的对多环芳烃有降解效果的菌株和能够耐高温的嗜热菌群，在实验室模拟和实际污染条件下探索生物泥浆反应器在较高温度下对污染土壤的修复效果，以及为多环芳烃污染土壤的生物修复提供支撑，为生物泥浆反应技术在我国尽早应用奠定实验和理论基础。
1 材料与方法
1．1 供试材料
1．1．1 供试土壤
土壤采自采自南京市下马坊公园表层土壤（10~20cm），采集土样的基本生理生化指标（见表1）。
表1 土壤基本生理生化指标
指标
pH
有机质含量（g/kg）
TN(g/kg)
TP(g/kg)
TK(g/kg)
数据
6.82
18.53
1.07
1．1．2 供试微生物
在PAHs污染的环境中，因为微生物经过长期的变异和适应，它的降解能力远远高于未受污染的区域[17]。所以采用PAHs污染的土壤中富集培养并筛选分离出较好的微生物种类，在集中驯化培养后可以运用于污染土壤的修复。现已有40个种属的微生物具有PAHs降解能力[1821]。我们采用典型的降解菲和芘的微球菌进行我们的试验[19,20]。
嗜热菌——S宜兴国豪生物环保有限公司有机垃圾处理菌剂。
降解菌——J微球菌No. CCTCC AB 2010361
1．2 试验研究方法
本研究采用了实验室条件下泥浆体系的动态监测方法。
1．3 技术路线
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