溶解性有機質強化微生物降解多環芳烴的機制

《溶解性有機質強化微生物降解多環芳烴的機制》是依託濟南大學，由韓雪梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：溶解性有機質強化微生物降解多環芳烴的機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：韓雪梅
• 依託單位：濟南大學

項目摘要

向多環芳烴（PAHs）污染土壤中添加溶解性有機質（DOM）能夠通過增溶PAHs和提供營養促進微生物對PAHs的降解，當前研究主要關注DOM對PAHs的溶解和降解效果，關於DOM強化微生物降解PAHs的機制尚不清楚。本項目將滅菌後的牛糞、污泥、蘑菇培養基廢料或小麥秸稈DOM分別添加到滅菌和非滅菌PAHs污染土壤中，測定滅菌土壤中不同形態、不同組分PAHs含量的動態變化，揭示DOM對PAHs的增溶作用；監測未滅菌土壤中DOM的組成和結構性質變化，探明DOM作為營養源被微生物利用和降解的特徵；分析未滅菌土壤中PAHs降解菌的豐度和菌群結構以及不同形態、不同組分PAHs的降解率，確定微生物對PAHs的降解作用。綜合以上三方面研究內容，闡明DOM作為PAHs增溶劑和微生物營養源強化微生物降解PAHs的機制，本研究對於豐富PAHs污染土壤的生物強化修復理論和促進PAHs污染土壤的治理具有重要意義。

結題摘要

本項目研究了PAHs降解基因pdo1、nah和C12O對焦化廠土壤中老化PAHs污染的回響，以及溶解性有機質（DOM）和用於提取DOM的農業廢棄物對土壤中老化PAHs的降解和相應功能菌群的影響，證明了DOM能夠通過增溶PAHs和為土著微生物提供營養從而促進PAHs降解菌豐度的增加和改變其群落結構，揭示了DOM強化土壤微生物降解老化PAHs的機制。主要結論如下： （1）nah和 pdo1基因豐度可作為反映老化PAHs污染對土壤微生物影響的潛在生物學指標； （2）分枝桿菌屬（Mycobacterium ）、β-變形菌綱（Betaproteobacteria）和γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）細菌是老化PAHs污染土壤中重要的PAHs降解菌，並且分枝桿菌（Mycobacterium ）更為豐富； （3）PAHs降解基因豐度與土壤TC、TN和DOC含量顯著正相關，表明增加土壤中TC、TN和DOC的輸入可能會通過促進PAHs降解菌增殖從而促進PAHs的降解； （4）添加來源於農業廢棄物的DOM能夠通過增加PAHs降解菌的數量和改變它們的群落結構促進老化PAHs的降解，尤其是含有更高比例疏水性組分的DOM促進PAHs降解的效果更好； （5）添加農業廢棄物能夠促進土壤中老化PAHs的去除，C:N 比例低的農業廢棄物促進PAHs降解的效果更好； （6）添加農業廢棄物也能夠通過增加PAHs降解菌的數量和改變它們的群落結構促進老化PAHs的降解，添加牛糞比添加小麥秸稈和蘑菇培養基廢料對PAHs降解的效果更好，這可能與添加牛糞能夠顯著而持久地改變PAHs降解菌群落結構有關； （7）添加農業廢棄物來源的DOM比直接添加農業廢棄物對於促進PAHs微生物降解的效果更為明顯。