荧蒽在浅层地下水系统中的迁移转化过程及其微生物强化修复研究

论文摘要

在长期的人类活动和工农业发展影响下,环境污染问题成了令人类担忧的世界性问题。浅层地下水系统作为地球环境的重要部分,也都受到了不同程度的污染;而且相较于地表水体,土壤和地下水污染更具隐蔽性,而且修复困难。多环芳烃（PAHs）是一种具有三致效应的持久性有机污染物,在环境中来源广泛,在世界各地各种环境中普遍分布。对PAHs污染规律,迁移转化和修复的研究对于环境保护与修复具有重要意义。本文在总结环境中PAHs污染来源、现状等文献综述基础上,以沈阳郊区某场地的浅层地下水PAHs调查为背景展开了浅层地下水系统中PAH迁移转化和生态修复研究。根据采样检测,郊区场地受周边农田和交通影响,地下水中PAHs的总浓度在9.0-3344.7 ng/L范围内,荧蒽的浓度范围在ND-384.3 ng/L内。通过室内土柱模拟实验,包气带表层土壤中浓度20μg/g的荧蒽在淋滤作用下将以2.0μg/L左右的稳定浓度被淋滤出来;淋滤液中的荧蒽有60%-89%被包气带介质吸附,穿过包气带介质后的水溶液中荧蒽稳定浓度约0.6μg/L;含荧蒽200μg/L的污染地下水经过饱和含水介质后,出水中荧蒽浓度仅剩1.1μg/L。根据实际检测数据和土柱模拟参数,推算场地土壤中荧蒽最高浓度为3.8μg/g。在土壤土著微生物的自然降解作用下,初始浓度为200μg/g的荧蒽在64 d后的生物降解率在97.7%左右,降解速率约2.2μg/（g·d）。荧蒽的介入使得土壤中微生物菌落组成和细菌相对丰度发生改变,尤其是γ-变形菌纲和α-变形菌纲细菌;污染土壤在适宜条件下培养一段时间后,部分微生物能够恢复,如α-变形菌纲内的鞘脂单胞菌科、红螺菌目和柄杆菌科细菌,经过驯化后的微生物群落能够在一定程度上加快荧蒽的降解。为加快污染土壤中荧蒽的降解,从污染场地土壤中筛选得到一株柄杆菌科短波单胞菌属的降解菌,该菌对初始浓度为500μg/L,1000μg/L,2000μg/L荧蒽的降解率在44%-56%之间,而且不受场地重金属Cd复合污染的影响。将该降解菌加入到受荧蒽污染的土壤中能够加快土壤中荧蒽的降解,33 d的降解率可达86.4%,而且降解菌的加入有利于土壤微生物群落多样性的恢复,并能够抑制未定名菌株的生长。

论文目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 多环芳烃理化性质

1.2.2 多环芳烃污染来源

1.2.3 多环芳烃污染现状

1.2.4 多环芳烃的危害

1.2.5 多环芳烃的迁移转化和自然降解

1.2.6 多环芳烃的修复

1.2.7 重金属和多环芳烃复合污染的修复策略

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究目标与内容

1.3.2 研究方法和技术路线

第2章研究区概况及污染现状

2.1 研究区概况

2.1.1 地理位置及交通

2.1.2 水文气象

2.1.3 地质条件

2.2 样品的采集与检测

2.2.1 水样采集及基本参数测定

2.2.2 多环芳烃检测

2.3 地下水化学特征及污染现状

2.3.1 地下水基本化学特征

2.3.2 多环芳烃污染现状

2.4 本章小结

第3章浅层地下水系统中荧蒽污染的穿透迁移过程

3.1 荧蒽的迁移模拟实验方法

3.1.1 荧蒽在土壤中的淋滤实验

3.1.2 荧蒽在包气带介质中的穿透实验

3.1.3 荧蒽在饱和介质中的穿透实验

3.1.4 荧蒽在土柱内的吸附量

3.2 荧蒽在模拟土柱中的迁移过程

3.2.1 荧蒽在土壤中的淋滤

3.2.2 荧蒽在包气带中的迁移

3.2.3 荧蒽在饱和含水介质中的迁移

3.2.4 荧蒽在土柱内的分布

3.3 研究区土壤中荧蒽污染及其迁移预测

3.3.1 研究区土壤中荧蒽污染预测

3.3.2 研究区土壤中荧蒽的向下迁移过程

3.4 本章小结

第4章包气带土壤中荧蒽的自然降解机制

4.1 土壤中荧蒽的自然降解模拟实验

4.1.1 土壤采集及污染土的制备

4.1.2 土壤DNA的提取和测序

4.2 土壤中荧蒽的自然建降解和菌群变化

4.2.1 土壤中荧蒽的自然降解

4.2.2 土著微生物群落组成

4.2.3 土著微生物对荧蒽污染的响应

4.2.4 微生物群落变化与荧蒽自然降解的关系

4.3 本章小结

第5章荧蒽污染土壤的微生物强化修复室内模拟研究

5.1 荧蒽降解菌的筛选及其降解能力实验

5.1.1 实验仪器、试剂及培养基组成

5.1.2 降解菌的筛选及鉴定

5.1.3降解菌对荧蒽的降解实验

5.1.4 降解菌分类及降解能力评价

5.2 降解菌对污染土壤的微生物强化修复实验

5.2.1 土壤微生物强化修复室内实验方法

5.2.2 微生物强化下荧蒽的降解

5.2.3 微生物强化对菌落结构的干扰

5.2.4 土壤菌落结构与荧蒽降解比较分析

5.3 土壤微生物强化修复方案

5.4 本章小结

第6章结论和建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

作者简介及科研成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈煜

导师: 杨悦锁

关键词: 荧蒽,土壤,地下水,迁移,降解菌,微生物强化

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 吉林大学

分类号: X131.2;X172

总页数: 94

文件大小: 4810K

下载量: 255

荧蒽在浅层地下水系统中的迁移转化过程及其微生物强化修复研究

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢