多环芳烃长期污染土壤的微生物强化修复初步研究

本研究通过室内模拟试验,以急性毒性较强的菲(Phe)和遗传毒性较强的苯并[a]芘(B[a]P)为代表性多环芳烃(PAHs)污染物,以不同C源、通气状况和水分条件为调控因子,对PAHs长期污染土壤的土著微生物强化修复进行初步研究。结果表明,搅动处理使污染土壤中Phe和B[a]P的降解率分别达59.44%和26.14%,而淹水处理使两者降解率分别达46.48%和13.27%。添加C源(淀粉和葡萄糖)处理提高了土壤中PAHs的降解率,且随着C源的施用量而增加。同时也发现污染土壤中PAHs降解菌和微生物总量呈正相关,并随着PAHs降解菌数量的增加,土壤中PAHs降解率也随之提高。可见,土壤中PAHs降解速率主要决定于PAHs的降解菌数量。     

东莞市土壤中多环芳烃的含量、代表物及其来源

2002年10~12月采集东莞市各地土壤样品64个,采用气相色谱-质谱仪对土壤中的16种优先控制的多环芳烃(PAHs)进行分析。结果显示,东莞市土壤中16种PAHs平均含量413μg/kg,含量较高的几种组分分别是菲、萤蒽、屈、苯并[b]萤蒽、芘。与PAHs总含量相关性较好的7种组分分别为屈、苯并[a]蒽、苯并[b]萤蒽、苯并[k]萤蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3]芘、二苯并[a,h]蒽;所有相关系数R2均超过0.9000,可作为东莞市土壤中PAHs的代表物。北部平原水乡的PAHs污染明显高于南部丘陵山区、水乡上游保护区以及中部过渡带。化石燃料高温燃烧产物的大气沉降为东莞市土壤中PAHs的主要来源。东莞市农业土壤中PAHs含量显著低于天津市受污染严重的农业土壤。     

污染土壤中苯并[a]芘的微生物共代谢修复研究

多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境中的优先具毒有机污染物,具有致突变、致癌特征,美国EPA已将16种PAHs列入优先控制有机污染物黑名单中[1],苯并[a]芘(B[a]P)是PAHs的典型代表种类之一。PAHs因疏水性、辛醇水分配系数高,而易于从水生态系统向沉积层迁移,最终造成沉积层土壤的污染。目前普遍认为PAHs在土壤中是一类难降解有机物,具有较高的稳定性,生物可降解性随着苯环数和苯环密集程度增加而降低,尤其是四环以上的PAHs常以共代谢方式进行[2-3]。共代谢(Co-metabo-lism)是指某些有机物在环境中不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须有另外的化合物存在提供碳源与能源时     

噬氨副球菌HPD-2对苯并[a]芘的降解特性及代谢途径初探

通过溶液培养的方法初步探讨了噬氨副球菌HPD-2对苯并[a]芘(B[a]P)的降解特性及代谢途径。结果表明,噬氨副球菌HPD-2对B[a]P的降解率随其初始浓度的增大而逐渐减小。当HPD-2在B[a]P初始浓度分别为5.0、50.0mg/L的培养液中生长5天后,B[a]P的降解率分别为66.1%和31%。经衍生化后GC-MS鉴定结果发现,8-羧酸-7-羟基芘和双羟基菲为噬氨副球菌HPD-2降解B[a]P的两种主要代谢中间产物。     

混合菌降解土壤中多环芳烃的试验研究

PAHs生物降解程度受多种因素影响。通过筛选驯化PAHs降解菌,研究混合菌对土壤中菲、芘、苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽、茚并（1,2,3-cd）芘的生物降解性能,并考察污染时间对土壤中PAHs降解效果的影响。结果表明,筛选的混合菌具有很强的PAHs降解能力,缩短了PAHs生物降解的半衰期,且PAHs起始降解速率较快,之后趋于平缓。27d内土壤中的菲、芘、苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽、茚并（1,2,3-cd）芘的平均降解率分别为98.14%、89.97%、88.47%、63.55%、65.24%、60.49%,其中菲在5d之内的降解率高于93%。污染210d的土壤中各PAHs的起始降解速率高于污染50d的土壤,因此污染时间越长,PAHs生物降解的停滞期越短。     

多环芳烃高效降解菌的筛选

以多环芳烃(PAHs)菲、蒽、芘、■和苯并(a)芘为供试物,对土著混合菌和引进菌同时进行筛选实验。结果表明,引进菌和土著混合菌经过驯化后对菲、蒽、芘、■和苯并(a)芘均具有一定的降解能力。其中,在pH=6时,混合菌U03在48h内对5种PAHs的降解率均相对较高,分别为:72.38%;64.46%;65.77%;66.49%和64.77%,并且其的降解速率在各菌剂中同样最快,通过SPSS数理统计分析软件对数据进行处理后得出,混合菌U03可在较短时间内达到较好的降解目的。室内模拟试验证明混合菌U03具有较强的降解PAHs的能力,混合菌的协同作用有利于污染土壤中PAHs的降解。     

产漆酶真菌筛选及其对PAHs污染土壤修复的初步研究

真菌漆酶可以高效转化多环芳烃(PAHs),因此,产漆酶真菌在PAHs污染土壤修复中极具应用前景。根据漆酶可将愈创木酚氧化为红色物质的特性,成功从土壤中筛选出一株能够分泌漆酶的真菌菌株F-1,初步鉴定该菌为疣孢漆斑菌(Myrothecium verrucaria)。通过Plackett-Burman试验对菌株F-1的产酶能力进行了分析,发现特定培养条件组合可将其酶活提高近300倍,达5628 U L-1,表明F-1的漆酶活性受到环境条件的显著影响。应用菌株F-1对PAHs污染土壤进行了初步修复研究,结果表明,接种F-1对菲、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(g,h,i)苝、茚苯(1,2,3-cd)芘等11种PAHs均有不同程度的降解,提示产漆酶真菌在PAHs污染土壤修复中的应用潜力。     

真菌对污染水稻土中苯并[a]芘共代谢降解研究

在恒温和恒定转速培养条件下,模拟生物泥浆反应器法,选择从石油污染土壤中分离出来的青霉菌、黑曲霉、白腐真菌等3种真菌,在添加不同浓度菲和邻苯二甲酸作为共存底物情况下,研究其对水稻土中苯并[a]芘（B[a]P）的共代谢降解。结果表明,未灭菌土壤对B[a]P有降解能力。当土壤中添加菲时,提高了B[a]P在土壤中的降解率,100 mg kg-1浓度菲处理的降解率显著高于200 mg kg-1浓度菲处理,邻苯二甲酸对B[a]P降解影响不大。灭菌土壤中的B[a]P几乎没有降解。添加菲及邻苯二甲酸均促进了青霉菌对B[a]P的降解,其中菲浓度为100 mg kg-1处理效果最显著。与灭菌土壤相比,接种黑曲霉提高了B[a]P的降解率,但添加菲与邻苯二甲酸却均抑制了黑曲霉菌对B[a]P的降解。白腐真菌能有效地降解B[a]P,但高浓度菲抑制了白腐真菌对B[a]P的降解,同时邻苯二甲酸对促进白腐真菌降解B[a]P的效果不明显。     

南京有机污染风险区农田土壤多环芳烃污染状况研究

采集南京地区不同有机污染风险区农田表层土壤,用超快速液相色谱仪检测样品中15种EPA优控的多环芳烃(PAHs)含量。结果表明,被检农田土壤多环芳烃总量分布于306.0~1251.3μg kg~(-1)之间,均值682.0μg kg~(-1),四环以上高环多环芳烃占较大比例(80%)。根据欧洲土壤质量标准,所检土壤样本已达污染水平。不同风险污染区农田土壤PAHs的含量由高至低为:钢铁工业区、有机垃圾处理区、化工工业区及炼油工业区。钢铁工业区附近主要的污染物为荧蒽、芘、屈和苯并[a]蒽,分别占到污染物总量的16%、13%、10%和10%。采用荧蒽/(荧蒽+芘)与茚并[1,2,3-cd]芘/(茚并[1,2,3-cd]芘+苯并[g,h,i]苝)比值对各地污染物来源进行分析,结果发现调查区域的PAHs污染物以燃烧源为主,生物质燃料为主要污染物,部分地区同时有石油燃烧污染。     

低分子量有机酸作用下土壤中菲和芘的残留及形态

采用微宇宙试验方法,以菲和芘为多环芳烃(PAHs)代表物,研究了几种低分子量有机酸作用下黄棕壤中菲和芘的残留和形态。结果表明,老化60 d后土壤中菲和芘的残留含量明显减少;不施加有机酸的对照土壤中,菲和芘的残留含量为10.13和29.18 mg kg-1,去除率为87.33%和63.50%。与对照相比,供试浓度(0～64 mg kg-1)范围内,柠檬酸、草酸、酒石酸等3种低分子量有机酸作用下土壤中PAHs残留含量提高,去除率减小,表明供试条件下有机酸抑制土壤中菲和芘的降解;进一步分析发现,少量(≤4 mg kg-1)的有机酸即可对PAHs降解产生高的抑制效果。微生物降解在PAHs的去除中起重要作用,且芘比菲更抗微生物降解。供试条件下,可脱附态和有机溶剂提取态是土壤中菲和芘存在的主要形态,而结合态残留占总残留的比例很小(<8.5%)。3种有机酸均提高了土壤中可脱附态和有机溶剂提取态菲和芘的残留含量,施加有机酸使土壤中菲和芘的可脱附态含量较对照分别提高了46.67%～749.1%和1.83%～80.20%,有机溶剂提取态则提高了8.73%～375.2%和22.63%～114.3%;低分子量有机酸作用下结合态的菲和芘含量仍很小。     

苏丹草对土壤中菲芘的修复作用

采用盆栽试验法,研究了苏丹草对土壤中菲、芘的去除效果,及植物和微生物在去除土壤菲、芘中的交互效应。结果显示,在试验浓度范围（0-322．06mg·kg^-1内,土壤～苏丹草系统（TR,）对菲、芘的去除效果明显。种植苏丹草60d后,土壤菲、芘去除率分别为73．07％-83．92％、63％～77．62％;平均去除率分别比对照1（无植物,不加0．1％NaN3）高55．58％、50．71％,比对照2（无植物,加0．1％NaN3）高72．71％、66．57％,说明种植苏丹草可以促进微生物对土壤中芘、菲降解。土壤酶活性测定结果也显示,酶活性越高,污染物降解率越高,反之亦然。因此,植物一微生物间的交互效应是土壤中多环芳烃降解的主要途径。     

Formation of polycyclic aromatic hydrocarbons in northern and middle taiga soils

An integrated study of the qualitative and quantitative composition of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the atmospheric precipitation-soil-lysimetric water system was performed using high performance liquid chromatography. It was shown that the accumulation of low-molecular PAHs (phenanthrene, anthracene, fluoranthene, pyrene, benz[a]anthracene, and chrysene) in soils is due to the transformation of organic matter and the regional transport and deposition of PAHs with atmospheric precipitation on the underlying surface. High-molecular polyarenes (benz[b]fluoranthene, benz[k]fluoranthene, benz[a]pyrene, dibenz[a,h]anthracene, benzo[ghi]perylene, and indeno[1,2,3-cd]pyrene) mainly result from the decomposition of soil organic matter.     

某氮肥厂场地土壤PAHs污染特征研究

采用现场采样及室内测试方法对广州某氮肥厂原料车间和油库区土壤中16种优控多环芳烃（PAHs）的含量进行调查研究,分析了EPAHs含量及其组成特征和垂直分布特征,并在此基础上进行了源解析。结果表明,分析样品中∑PAHs范围在10-7795μg·kg,原料车间土壤中的∑PAHs小于油库区土壤中的,菲、芘、荧蒽、并（b）荧蒽、苯并（a）芘为主要污染物;油库土壤0-40cm的样品中16种PAHs均有检出,∑PAHs和单体分布基本一致;原料车间土壤∑PAHs和单体浓度随着地面深度的增加而减少。通过对单组分比值（菲／蒽,荧蒽／芘）的分析可以看出油库区土壤中PAHs来源于石油和燃烧源,而原料车间污染源主要为燃烧源。     

Characterization and Sources of PAHs and Potentially Toxic Metals in Urban Environments of Sevilla (Southern Spain)

The purpose of this study was to determine the degree of PAH contamination and the association of PAHs with metals in urban soil samples from Sevilla (Spain). Fifteen polycyclic aromatic hydrocarbons-PAHs (naphthalene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, pyrene, benzo[a]anthracene, chrysene, benzo[b]fluoranthene, benzo[k]fluoranthene, benzo[a]pyrene, dibenzo[a,h]anthracene, benzo[g,h,i]perylene, indeno[1,2,3-c,d]pyrene) and seven metals (Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn) have been evaluated in representative urban soil samples. Forty-one top soils (0–10 cm) under different land use (garden, roadside, riverbank and agricultural allotment) were selected. PAHs from soil samples were extracted by sonication using dichloromethane. The simultaneous quantification of 15 different PAH compounds were carried out by HPLC using multiple wavelength shift in the fluorescence detector. For qualitative analysis a photo diode-array detector was used. Metal (pseudo-total) analysis was carried out by digestion of the soils with aqua regia in microwave oven. The mean concentration of each PAH in urban soils of Sevilla showed a wide range, they are not considered highly contaminated. The results of the sum of 15 PAHs in Sevilla soils are in the range 89.5–4004.2 μg kg^?1, but there seems not to be a correlation between the concentration of PAHs and the land use. Of the 15 PAHs examined, phenanthrene, fluoranthene and pyrene were present at the highest concentrations, being the sum of these PAHs about 40% of the total content. Although metal content were not especially high in most soils, there are significant hints of moderate pollution in some particular spots. Such spots are mainly related with some gardens within the historic quarters of the city. The associations among metals and PAHs content in the soil samples was checked by principal components analysis (PCA). The largest values both for ‘urban’ metals (Pb, Cu and Zn) and for PAHs were mainly found in sites close to the historic quarters of the city in which a heavy traffic of motor vehicles is suffered from years.     

Milk--blood transfer of (14)C-tagged polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in pigs

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are lipophilic organic pollutants occurring widely in the terrestrial environment. To study the transfer of PAHs in the food chain, pigs have been fed with milk spiked either with [(14)C]phenanthrene or with [(14)C]benzo[a]pyrene. The analysis of blood radioactivity showed that both PAHs were absorbed with a maximum concentration at 5--6 h after milk ingestion, similar to fat metabolism. The blood radioactivity then decreased to reach background levels 24 h after milk ingestion. Furthermore, the blood radioactivity was higher for phenanthrene (even if the injected load was the lowest) than for benzo[a]pyrene, in agreement with their solubility difference. These findings suggest that milk fat and PAHs were absorbed during the same time period.     

高锰酸钾氧化修复污染土壤中菲和芘的研究

利用人工污染土壤,研究了高锰酸钾对4种不同土壤中菲和芘的氧化修复效果。结果表明,当高锰酸钾浓度为33.33mmol·L^-1时,土壤中菲和芘的氧化去除率达到最大。高锰酸钾氧化去除率不仅与高锰酸钾浓度有关,还与土壤性质和老化时间有关。土壤有机质含量的增加会降低高锰酸钾对土壤中菲和芘的氧化去除率;随着老化时间的增加,高锰酸钾的氧化去除率逐渐降低。老化40d后,4种土壤中菲和芘的氧化去除率显著降低,菲的氧化去除率在14%～67%之间,芘的氧化去除率在61%～84%之间。高锰酸钾氧化前后,4种土壤中有机质含量下降范围为0.77%～9.21%。从土壤有机质含量来看,高锰酸钾氧化修复多环芳烃污染土壤对土壤质量影响较小,具有较好的应用前景。