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菌糠强化微生物降解石油污染土壤修复研究

2019-09-06 14:33来源:《中国环境科学》作者:张博凡 等关键词:石油污染土壤土壤调理剂菌糠收藏点赞

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菌糠中存在白腐菌等多种真菌,分泌的漆酶和 锰过氧化物酶的释放,有助于土壤石油烃类化合物 的去除[19]。由图 5~6 可以看出,随着修复时间的延 长,SIM、SMSB 和 SMS 组中的漆酶活性不断降低, 分别从 3.531,3.489,3.459U/g 减少至 0.726,0.602, 0.542U/g,而锰过氧化物酶活性不断提高,但在 45d 时,其活性分别为 0.432,0.376,0.325U/g,仍比漆酶活 性低,一方面是由于菌糠初始酶含量存在一定的差 异[20],另一方面是由于土壤体系较为复杂,加入菌糠 后,土壤抑制了白腐菌等真菌分泌漆酶而促进了锰 过氧化物酶的分泌。此外,SIM 组二者酶活性在整个 修复过程中均高于其他组,这是由于真菌分泌的多 种胞外氧化酶和水解酶[21]与细菌分泌的胞内酶在 代谢酶系方面的互补性优势。

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由图 7~8 可以看出,土壤中 FDA 水解酶和脱氢酶与微生物数量变化趋势具有一致性。整个修复过 程中,CK(对照组),两种酶活性均在 0.3mg/(g·h), 5.0µgTPF/(g·6h)附近波动,变化不大。而 SIM、SMSB、 SMS 组的酶活性均高于 CK 组,这是由于外源菌、菌 糠的添加以及土壤中石油烃为外源微生物提供新 的碳源提高了微生物数量和代谢活性。此外,两种酶 活性在 21d 达到最大,FDA 水解酶分别为 1.036,0.979,0.702,0.321mg/(g⋅h),脱氢酶活性分别为 24.76, 22.43,15.57,6.32µgTPF/(g·6h)。修复过程中,SIM 组酶 活性最高,这是由于菌糠中营养物质充足,且固定化 方式能够避免微生物受到外界的毒害作用,进而分 泌酶能力也相应较高[22]。35d 左右时,石油烃分解的 中间产物的毒性累积以及难降解组分的残留,抑制 了微生物的活性,同时菌糠在土壤中易腐解,结构松 散易碎,部分微生物脱落甚至死亡,导致 SIM 组酶活 性略低于 SMSB 组。然而修复后期,菌糠腐解产生的 腐殖酸作为一种类表面活性剂[23]不仅能够增加土 壤肥力,还能提高微生物对石油烃的摄取能力,使得 SIM 组酶活性又高于 SMSB 组。

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2.3 土壤石油烃含量的变化

由 9 可以看出,随着修复时间延长,石油烃含量 逐渐降低,其中在 10~28d 内,各组中石油烃降解速率 最高,这与上述微生物数量以及酶活性变化趋势相 一致,45d 内 SIM 组中石油烃含量减少 29.23mg/g 土,降解性能均高于其他组。生物修复 45d 后提取土壤中石油烃进行光谱扫 描,由图 10 可见 4 组样品在 190~200nm 和 225~ 240nm 处均有吸收,与 CK 组相比其他 3 个处理组样品吸光度数值有明显的减少,说明石油烃分别有不 同程度的降解。其中吸光度大小顺序为 CK>SMS> SIMB>SIM。图 11 为修复 45d 测得的总石油烃降解 率[24]。分别为 63.05(SIM 组),51.21(SMSB 组),40.90 (SMS 组),8.96%(CK 组),该结果与图 10 光谱扫描结 果趋势相一致,菌糠固定化微生物修复效果最优。

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原标题:菌糠强化微生物降解石油污染土壤修复研究
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