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固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的研究进展

2016-06-08 14:43来源:《环境科学》作者:钱林波关键词:土壤修复技术微生物技术污染土壤收藏点赞

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固定化微生物能否有效利用载体吸附态PAHs是修复成功的关键因素。微生物在载体表面附着生长可增加微生物与吸附态PAHs的接触机会,从而促进微生物对PAHs的降解作用。研究表明,具疏水性表面的微生物更容易附着在各类载体材料的表面,故而可能是一种更加有利的选择。直接用吸附态PAHs来筛选、驯化微生物,可望得到能高效利用吸附态PAHs的菌种,对微生物固定化技术的成功应用有重大意义,以解决溶液驯化高效菌在固定时难以达到同样降解效果的难题。Bastiaens等将过量的PAHs加入无机盐培养基中筛选获得分支鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.),同时将PAHs吸附在一种疏水性材料膜上作为碳源筛选得到分枝杆菌属(Mycobacterium sp.),结果发现分枝杆菌属(Mycobacterium sp.)具有更强的疏水性,更易在各种不同材料表面附着生长。Vacca等分别用溶液态菲和腐殖酸吸附态菲筛选获得菲降解菌,发现只有通过吸附态菲筛选获得的微生物具有直接矿化颗粒吸附态菲的能力。不同材料吸附态PAHs作为碳源可筛选得到不同种类的微生物,Friedrich等用聚丙烯树脂吸附态菲筛选得到分枝杆菌属(Mycobacterium),而用安伯来特树脂吸附态菲却得到洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia sp.),说明不同微生物对不同载体吸附态PAHs有不同的生物有效性。有关筛选、驯化高效微生物大多局限在液体环境下,驯化的环境与吸附态PAHs的降解环境条件相反,增加了微生物适应的时间,减慢了固定化微生物的反应速度。而采用高吸附性能材料富集PAHs作为碳源筛选得到菌种,使微生物从一开始就处于“工作”的环境,减少了微生物反应时间,经过“热身”的微生物,为更快地投入降解修复打下基础。因此,利用强吸附能力的材料富集PAHs作为碳源筛选菌种是固定化微生物研究的重要突破方向。

固定化微生物另一个来源是引进外来微生物,外来微生物是强化多环芳烃污染土壤修复的重要手段,特别是在自然条件下,固定化外来微生物可以加快污染物的去除。研究结果表明,在自然土壤中加入初始浓度为100mg˙kg-1的芘、苯并[a]芘,培养10d后,固定化单菌添加组对芘、苯并[a]芘去除率分别为49%~69%、29%~37%,明显高于游离菌添加组;固定化混合菌添加组对芘、苯并[a]芘去除率更是高达81%和43%。作为PAHs的高效降解菌种,固定化黄孢原毛平革菌(Phanerochaeteysosporium)修复PAHs污染土壤引起了研究者的广泛关注。研究表明,用甘蔗渣固定黄孢原毛平革菌(Phanerochaete ysosporium)大大提高了锰过氧化酶的活性和水体蒽的去除率。Dzul-Puc等分别以甘蔗渣和松针粉末作为黄孢原毛平革菌(Phanerochaete ysosporium)的生长基质,用于苯并[a]芘污染土壤的修复,结果发现,加入甘蔗渣和松针粉末都可以促进土壤中苯并[a]芘的去除,其最大去除率(BaP/干土)分别为50.12mg˙kg-1和39.94mg˙kg-1。

原标题:固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的研究进展
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