有机物污染土壤生物修复的田间试验

论文摘要

有机化合物质尤其是农药对土壤的污染,是目前影响农业和食品生产安全的一个十分突出的问题。有机化合物质污染土壤的生物修复是近年来国内外农业、环境科学、生态学等领域的研究热点。本文采用黄孢原毛平革菌(P.chrysosporium)菌剂对有机物污染的土壤进行田间降解试验研究,以期为大规模污染土壤的生物修复提供自然状况下修复依据。首先,本文采用固体发酵培养技术,进一步优化白腐菌固体培养条件,使其生产工艺能适合规模化生产需要;其次,在田间试验修复工艺中,研究了白腐菌培养物施入土壤的施入量、施入时间、施入方式等对白腐菌增殖的影响;同时以五氯酚为有机污染物代表,考察污染物在土壤中的降解情况,确定最佳的降解条件和主要操作规程;最后,综合考察白腐菌剂对PCP及硝基苯类化合物混合污染的土壤的整体降解能力。这些试验工艺研究为今后在自然条件下进行大规模污染土壤的生物修复打下了基础。试验结果如下:白腐菌菌剂采用前期袋料培养、后期进行浅层覆膜产孢培养的方式,以利于白腐菌产生更多的孢子,并在低温50℃左右对固体培养物进行干燥,使每克干菌剂孢子含量达到了2.8亿个左右,这对白腐菌在土壤中的增殖提供了优势。采用这种培养方法制作的菌剂具有成本低、周期短、产量高的优点,单批次生产能力达到120kg左右。通过大田试验找到了适合P.chrysosporium生长的田间土壤pH、温度、填充物等关键条件。其结果是土壤pH值为5.6,地温为28℃左右,填充物与土壤的质量比为1:200的条件下,每克土壤中P.chrysosporium的CFU达到8.8×104个。降解研究方面,依照菌剂在土壤中的生长条件,分别在不同季节对160cm*80cm的田间小块土壤做了降解试验,其中每块土壤五氯酚(PCP)污染浓度均为200ppm左右。经过P.chrysosporium处理2个月后,测得五氯酚(PCP)降解率冬春季达84%,夏季达90%,秋季达93%,很明显秋季的降解效果好于其他季节。在秋季,为了验证P.chrysosporium降解污染物的广谱性,对混合污染的土壤也做了试验,结果显示,对于污染浓度在150ppm左右的混合污染物污染的土壤,经过P.chrysosporium处理一个月后,测得各物质的降解率均在85%以上。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 第一章 文献综述
• 1 土壤污染状况
• 1.1 土壤污染的现状
• 1.2 土壤污染的来源
• 1.3 土壤污染的修复现状
• 2 土壤污染修复技术种类
• 2.1 原位修复技术
• 2.2 异位修复技术
• 3 土壤污染修复的研究趋势
• 4 有机污染土壤的微生物修复
• 4.1 有机污染土壤的微生物修复机理
• 4.2 影响有机污染物微生物修复的因素
• 4.3 有机污染土壤微生物修复的强化措施
• 5 白腐真菌的研究
• 5.1 白腐菌的生物学特性
• 5.2 白腐菌降解有机污染物的机理
• 5.3 白腐菌在降解有机污染物中的优势
• 5.4 白腐菌在土壤修复方面的研究与应用
• 6 生物菌剂的研究与开发
• 第二章 黄孢原毛平革菌菌剂的制备
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 主要仪器
• 2.1.3 培养基
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 菌种的活化
• 2.2.2 三角瓶固体发酵培养
• 2.2.3 袋料固体发酵培养
• 2.2.4 菌料的曲盘培养
• 2.2.5 孢子耐温性试验
• 2.2.6 固体曲盘发酵菌剂的干燥
• 2.2.7 黄孢原毛平革菌孢子含量测定
• 3 结果与分析
• 3.1 不同培养条件对孢子产量的影响
• 3.2 温度对孢子活性的影响
• 3.3 培养时间对孢子产量的影响
• 4 小结
• 第三章 黄孢原毛平革菌在田间中的增殖试验
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验田
• 2.1.2 菌剂
• 2.1.3 填充基质及培养基
• 2.1.4 试验药品及仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 试验地块的处理
• 2.2.2 基质的添加方法
• 2.2.3 五氯酚的添加方法
• 2.2.4 土壤温度的测定
• 2.2.5 P.chrysosporium 有效菌落数测定
• 2.2.6 土壤pH 值的测定
• 2.2.7 土壤含水量的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 土壤样品的基本性质
• 3.2 添加不同基质对 P.chrysosporium 数量的影响
• 3.3 P.chrysosporium 对土壤中细菌的影响
• 3.4 P.chrysosporium 对土壤中放线菌的影响
• 3.5 基质配比对 P.chrysosporium 生长的影响
• 3.6 五氯酚对 P.chrysosporium 生长的影响
• 3.7 地温对 P.chrysosporium 生长的影响
• 4 小结
• 第四章 黄孢原毛平革菌菌剂修复有机污染的土壤
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验田
• 2.1.2 菌剂及基质
• 2.1.3 试验药品
• 2.1.4 主要仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 五氯酚降解试验处理
• 2.2.2 混合有机污染物降解试验处理
• 2.2.3 土样采集及处理
• 2.2.4 土样中PCP 的测定方法：藏红T—分光光度法
• 2.2.5 土样中氯代硝基苯类化合物的测定方法
• 2.2.6 精密度和回收率试验
• 3 结果与分析
• 3.1 季节对五氯酚的降解的影响
• 3.2 基质对五氯酚降解率的影响
• 3.3 黄孢原毛平革菌对混和有机污染物的降解
• 4 小结
• 第五章 结论与讨论
• 1 结论
• 2 讨论
• 参考文献
• ABSTRACT