生物降解對(duì)黑碳及土壤上苯酚脫附行為的影響.pdf

1、環(huán)境中有機(jī)污染物從吸附劑上的脫附會(huì)影響其在環(huán)境中的遷移，化學(xué)活性和生物可降解性。脫附和生物降解兩個(gè)過(guò)程都是受有機(jī)物的液相濃度控制，液相的有機(jī)物濃度既是這兩個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的結(jié)果，也影響這兩個(gè)過(guò)程。然而，在自然環(huán)境中，由于這兩個(gè)過(guò)程的相互影響，可能會(huì)導(dǎo)致有機(jī)污染物生物降解過(guò)程的復(fù)雜化。以往的研究主要集中在吸附對(duì)有機(jī)污染物的生物降解及生物利用度的影響，很少有人研究生物降解過(guò)程如何影響解吸過(guò)程。在本研究中，將農(nóng)業(yè)土壤和黑碳(BC)兩種不同的吸附劑吸

2、附苯酚平衡后分離，每組一部分不做處理，另一部分通過(guò)加入無(wú)酚滅菌溶液脫附平衡后分離，制備得到在不同吸附位點(diǎn)上吸附有苯酚的兩類(lèi)不同類(lèi)型的四種吸附苯酚的吸附劑，研究了在不同Pseudomonas putida ATCC11172菌密度條件下吸附在這四種吸附劑上的苯酚的脫附行為。結(jié)果表明，土壤及BC對(duì)苯酚的吸附均呈現(xiàn)明顯的非線性，可用Freundlich模型描述。吸附態(tài)的苯酚能否被微生物利用取決于微生物及吸附劑的性質(zhì)，黑碳具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，微

3、孔小于假單胞菌細(xì)胞尺寸，導(dǎo)致假單胞菌無(wú)法直接利用吸附在黑碳上的苯酚;土壤基本無(wú)微孔結(jié)構(gòu)，微生物較易與吸附的苯酚發(fā)生表面接觸，直接利用吸附態(tài)苯酚。BC和土壤上的吸附態(tài)苯酚的脫附行為能用三元位點(diǎn)模型很好地描述，模型計(jì)算結(jié)果表明在BC的脫附系統(tǒng)中，隨著菌密度的增加，BC上的快速脫附和慢速脫附部分增加了約2-10倍，而極慢速脫附部分減少了40-60％，脫附速率基本沒(méi)有發(fā)生變化。而土壤上吸附的苯酚三個(gè)部分的比例沒(méi)有發(fā)生變化，但隨著菌密度的增加，相

4、應(yīng)部分的苯酚脫附速率則明顯增加。這些結(jié)果表明，苯酚的三個(gè)脫附部分是受吸附劑表面結(jié)構(gòu)決定的:BC上的苯酚脫附主要受慢速脫附和極慢速脫附控制，微生物降解速率受脫附控制，降解可加速BC上的慢速脫附和極慢速脫附;土壤上的苯酚脫附主要受快速脫附控制，微生物降解基本不受脫附速率限制，對(duì)土壤上的脫附行為基本無(wú)影響。本研究發(fā)現(xiàn)苯酚的生物可利用性取決于微生物和吸附劑的性質(zhì)，由于微生物的尺寸大于微孔尺寸，導(dǎo)致微生物無(wú)法接近吸附態(tài)苯酚，進(jìn)而導(dǎo)致微生物無(wú)法降解