焦化厂污染土壤中多环芳烃降解菌的分离及降解特性

分别以芴（3环）、荧蒽（4环）和苯并[b]荧蒽（5环）为唯一碳源（1 mg/L）,采用平板划线法对某焦化厂污染土壤中的多环芳烃降解菌进行分离.通过自制的呼吸器,研究所得多环芳烃降解菌对14C-菲（5μL/100 mL 40~60 mCi/mmol）的矿化情况;通过序批试验,以煤焦油为碳源（1μL/mL）,研究这些菌对19种多环芳烃的降解情况.多次划分后,得到4种菌,经鉴定命名为博特氏菌L1、苍白杆菌L1、微杆菌L1和赤红球菌L1.经过3周的矿化实验,微杆菌L1可以将14C-菲全部矿化成14CO2,赤红球菌L1可将大约60%的14C-菲矿化成14CO2,而博德特氏菌L1和苍白杆菌L1对14C-菲无矿化作用.经过5周的降解实验,博德特氏菌L1对大多数多环芳烃表现了良好的降解作用,苍白杆菌L1和微杆菌L1对部分多环芳烃有降解作用,而赤红球菌L1培养系统中某些多环芳烃的浓度甚至有增大,这可能与其在代谢过程中产生表面活性物质有关.所得4种菌在焦化厂污染土壤的微生物修复中具有较大的应用潜力.

焦化污染土壤有机质不同组分中多环芳烃分布及其生物有效性分析

土壤有机质(SOM)是影响土壤中多环芳烃(PAHs)赋存的重要因素,本文对3个地区的PAHs污染土壤,将其分为土壤轻组分(LF)、重组分(HF)以及另外3个有机质组分(松散结合的腐殖质(H_(1))、稳定结合的腐殖质(H_(2))和紧密结合的腐殖质(H_(3))),采用过硫酸盐氧化法间接测定土壤中16种PAHs的生物有效性,分析了氧化前、后土壤分离的各组分之间PAHs的浓度以及其结构组成.结果表明:(1)LF中PAHs浓度为226.51~11240.40 mg·kg^(-1),HF则为29.81~1506.00 mg·kg^(-1),虽然LF占总样品的质量百分比仅为1.41%~2.43%,所含的PAHs占土壤中PAHs总量的13%~17%,LF富集PAHs的能力要远大于HF;(2)原土中2~3环的PAHs生物有效性为0.48~0.81,均值为0.68,略高于∑PAHs均值(0.67)、4环(0.55)以及5~6环(0.30);而HF中4环PAHs生物有效性为0.58~0.68,均值为0.61,略高于∑PAHs均值(0.56)、5~6环(0.45)以及2~3环(0.60),原土中PAHs生物有效性均值要比HF高,低环PAHs生物有效性要高于高环.(3)对比HF和LF,FTIR(傅里叶变换红外光谱)分析结果显示,LF比HF在波长为1033 cm^(-1)处相对吸光度明显增加,增幅为11.41%~22.62%,而在3500~3300 cm^(-1)处LF比HF相对吸光度则略有下降,降幅为1.57%~16.36%,因而LF中含C—O官能团的物质较多,表明LF比HF含有更多的碳水化合物以及高度聚合物等,导致LF中所含的PAHs要远高于其他组分,而HF中的PAHs多分布于H_(3)中,可能是由于H_(3)中存在较高的疏水性有机质.在对PAHs污染土壤修复治理以及健康风险评估中,应重视土壤LF组分及其所含PAHs生物有效性规律以及PAHs污染严重时HF中PAHs可能存在较多的情况,土壤中有机物成分显著影响土壤中PAHs的分布和生物利用度这一事实可用于PAHs污染的土壤.

Tenax-TA提取和固相微萃取预测土壤中PAHs对蚯蚓的生物有效性

为了准确预测土壤中多环芳烃(PAHs)的生物有效性,采用Tenax-TA提取和固相微萃取(SPME)法提取焦化厂土壤中的PAHs,并评价PAHs对赤子爱胜蚯蚓(Eisenia fetida)的生物有效性,分析PAHs Tenax-TA快速解吸组分提取量和SPME预测量与蚯蚓体内含量的差异及相关关系。结果表明:蚯蚓体内蓄积的PAHs浓度与土壤中PAHs浓度、SPME预测浓度、Tenax-TA快速解吸组分提取量均存在显著相关关系(R2分别为0.88、0.55和0.94),但与土壤中孔隙水浓度不存在明显的相关性;SPME预测高估了蚯蚓体内PAHs的浓度,而Tenax-TA快速解吸组分提取与蚯蚓体内浓度的比值接近于1;Tenax-TA快速提取量比SPME纤维丝能更好地预测焦化厂土壤中PAHs对蚯蚓的生物有效性,这为PAHs污染土壤的环境风险评价和修复提供了理论依据。