微生物-超富集植物联合修复二苯砷酸污染土壤研究

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二苯砷酸（Diphenylarsinic acid, DPAA）是一种由含砷化学武器泄露而引起的新型污染物，因其具有较强的神经毒性和遗传毒性而逐渐受到研究者关注。在DPAA的修复转化过程中，微生物可能起到重要作用。目前仅有两位学者筛选的降解菌能把溶液中 DPAA降解为砷酸，但是对于其降解过程可能受到环境因素的影响及微生物修复DPAA污染土壤研究尚未开展。蜈蚣草是砷的超富集植物，是植物修复砷污染土壤的理想植株。实验室前期研究表明种植蜈蚣草能促进土壤中 DPAA的除去，但未深入研究蜈蚣草对 DPAA的吸收作用。为建立有效的微生物－植物联合修复技术，去除土壤中DPAA，修复污染土壤，本论文开展了以下研究工作，并取得初步进展。研究了紫金牛叶杆菌RC6b对DPAA的降解能力，探讨了pH值、铁盐、磷酸盐及不同外加碳源对其降解效果的影响，根据降解产物推测DPAA可能的降解途径；菌株RC6b对DPAA污染土壤的修复效果研究；建立蜈蚣草体内 DPAA的检测方法；考察蜈蚣草对 DPAA的吸收转运能力及DPAA在其体内的转化情况；开展菌株RC6b-蜈蚣草联合修复DPAA污染土壤研究。以上研究为探索微生物-超富集植物联合修复 DPAA污染土壤提供了新的科学依据和技术途径。
　　本研究的主要结果包括：
　　1）DPAA能被菌株RC6b有效降解，经过28d的降解，溶液中DPAA的降解率为72％；pH和铁元素含量对菌株降解 DPAA有显著影响，在酸性（pH=4-6）条件降解率显著高于碱性（pH=7-9）；降解率与铁元素含量呈正相关，并在浓度为27μmol/L时降解率最大；降解过程可能为DPAA中两个苯环先后被羟基取代，并可最终被降解为砷酸。
　　2）菌株RC6b能有效降解土壤中的DPAA；添加菌株RC6b进行污染修复60 d后，土壤荧光素二乙酸酯酶、土壤脱氢酶、土壤微生物群落功能多样性和土壤微生物结构多样性都得到显著提高，有效恢复污染土壤的生态环境。
　　3）建立了蜈蚣草体内二苯砷酸的高效液相色谱测定方法，样品采用0.1 mol/LNa2HPO4溶液振荡提取4 h，高速离心，上清液过0.22μm滤膜后用高效液相色谱法测定。以乙腈和0.02 mol/L的KH2PO4溶液（V/V=16:84，pH=2.7）作为流动相，柱温为30℃，流速为1.0 mL/min，紫外检测器的检测波长为220 nm。二苯砷酸的质量浓度在0.2～2 mg/L范围内与其峰面积呈线性关系，加标回收率为98.49%-98.80%，相对标准偏差为0.97%-4.60%，方法检出限为2.74 mg/kg。
　　4）DPAA能被蜈蚣草吸收转运，并在向茎部叶部转运的过程中发生转化，转化产物以PAA为主，在蜈蚣草根茎叶三部分均产生PAA和As(Ⅴ)，而DMA和As(Ⅲ)仅在叶部被检出。
　　5）蜈蚣草和菌株RC6b均能有效去除土壤中DPAA，有效恢复土壤微生物群落功能多样性和整体微生物活性，促进土壤生态环境的恢复，且菌株RC6b能有效促进蜈蚣草对土壤中DPAA的吸收，菌株RC6b-蜈蚣草联合修复效果更佳。

著录项

作者
冯仕江;
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作者单位

贵州大学;

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授予单位贵州大学;
学科环境工程
授予学位硕士
导师姓名刘方,滕应;
年度 2015
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类环境微生物学;土壤污染及其防治;
关键词
二苯砷酸; 紫金牛叶杆菌; 生物修复; 土壤污染;

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