DEHP污染土壤的植物——微生物联合修复技术研究

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邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类重要的有机化合物,被广泛用作塑料增塑剂等的生产原料。PAEs也是一类典型的环境内分泌干扰物,具有潜在的致癌性和生物累积效应等。近年来,随着塑料薄膜等广泛应用,土壤和水体受到PAEs不同程度的污染。目前,对PAEs污染土壤和水体的修复受到了广泛关注。本文以土壤和水体中含量和检测频率均较高的邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)为对象,以南京土壤研究所提供的两株DEHP高效降解菌--Bacillus sp(DW1)和Gordona sp(DH3)作为供试菌株,在研究微生物对PAEs降解性能的基础上,进一步研究微生物降解酶对PAEs的酶促降解性能,同时与不同植物进行组合,研究植物-微生物联合修复PAEs污染土壤的最佳协同组合,为PAEs污染土壤的修复提高科学依据和技术支撑。主要研究结果如下:  (1)与未接种降解菌的空白对照相比,接种降解菌能够显著加快土壤中DEHP的降解,60d后土壤中的DEHP残留量远远低于空白对照。接种DW1、DH3及DW1+DH3(1:1)的处理相比发现,接种DH3的土壤中DEHP的残留量为13.05mg/kg,半衰期为20.45d,低于另外两种处理。外加葡萄糖不会提高DEHP的降解速率,相反会延长DEHP在土壤中的持留半衰期。  (2)采用玉米、糯玉米、狼尾草、大豆、绿豆、空心菜为供试植物,通过盆栽试验研究接种DEHP降解菌与植物组合对DEHP污染土壤的联合修复作用。种植60d后收获植物,结果表明:植物生长可显著提高降解菌的降解效率,降低土壤中DEHP的残留浓度。其中,接种DH3并种植糯玉米的处理DEHP降解率最高,为91.96%,持留半衰期最短,为15.68d,且糯玉米对DEHP的生物富集能力高于其余5种植物。考虑到糯玉米对环境的适应能力极强,因此种植糯玉米并接种DH3降解菌构成供试菌株与植物联合修复DEHP污染土壤的最佳组合。  (3)对两菌株降解酶的酶促降解特性的研究结果表明:两菌株降解酶都属于胞内酶;DH3的最适pH范围在6.5~8.0之间,DW1的最适pH范围在6.5~7.5之间;两菌株粗酶液在10℃较为稳定,35℃时稳定性显著降低,50℃时活性几乎无法维持稳定,故为维持其降解活性,粗酶液需在低温下储藏,一般置于4℃冰箱保存。  (4)两种降解菌粗酶液对DEHP降解动力学常数的结果表明,DH3的米氏常数Km为0.2437mmol/L,最大反应速率Vmax为0.1191mmol/min;DW1的米氏常数Km为0.3052mmol/L,最大反应速率Vmax为0.1522mmol/min。
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