耐铅菌联合生物炭对铅污染土壤的修复研究

发布时间：2020-05-10 16:13

【摘要】：生物修复作为土壤重金属污染的一种原位修复手段,因其费用低、对环境污染较小,近年来成为环境领域的研究热点。该修复技术的成败主要取决于菌种及外来载体以及营养源的选择。本文以实验室前期分离筛选出吸附率达到98.85%的耐铅菌(GDYX03)作为试验菌,以生物炭和商品有机肥作为载体,采用盆栽实验方式,确定耐铅菌与生物炭、有机肥的最佳配比,研发出一种生物修复剂(TF3);然后对TF3在不同浓度铅污染土壤中的修复效果进行研究;同时还进行了TF3与市售修复剂对铅污染土壤的修复效果比较。通过分析油菜体内铅含量、土壤有效态铅含量、以及土壤酶活性、微生物的响应,进一步验证了耐铅菌联合生物炭对铅污染土壤的修复效果。主要研究结果:1、以小麦秸秆制备成的生物炭为供试材料,研究在铅污染水体中生物炭的吸附效果。结果表明:当Pb~(2+)初始浓度为200 mg/L时,生物炭添加量为8 g/L,pH值7时,25℃条件下振荡360 min,为最适吸附条件,吸附效果最好,吸附量达24.85 mg/g,吸附率达99.38%。该种生物炭对Pb~(2+)的吸附符合二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,R~2分别达0.9994和0.9985。2、通过耐铅菌与生物炭、有机肥不同配比的盆栽实验,筛选耐铅菌与吸附载体的最佳配比。结果表明:随着接菌量的增加,油菜生物量表现为先增大后减小的趋势,T+J2和F+J2两个处理,油菜内部铅含量最少,地上部、地下部铅含量较CK分别降低56.78%、30.40%、22.94%、16.71%。T+J2和F+J2处理,土壤有效铅含量也是最低,分别较CK降低21.32%、12.61%。同样油菜根区土壤酶活性与微生物多样性,也是随着接菌量的增加先增大后减小,接菌量为0.5 g/kg时,土壤真菌、放线菌数量最多,四种酶活性也最大。3、在5个铅浓度下,设置了CK组和TF3组,研究TF3对不同铅浓度污染土壤的修复效果。结果表明:TF3有促进油菜生长的作用,同时显著降低油菜地上部、地下部铅含量。与CK组相比,TF3组油菜地上部、地下部铅含量及总富集系数分别降低20.12%~71.91%、37.75%~60.13%、22.45%~68.77%。TF3组显著降低土壤有效态铅含量,降低23.10%~39.84%。添加TF3,土壤四种酶活性和微生物数量都有不同程度的增加,真菌、放线菌、细菌分别较CK组增加11.76%~40.00%、6.45%~25.61%、120.20%~290.24%。4、比较了TF3与7种市售修复剂对铅污染土壤的修复效果。结果表明:加入不同生物修复剂均可以促进油菜的生长、降低油菜地上部、地下部铅含量,降低油菜中铅的富集系数,表现为TF3市售菌剂无机肥对照CK。与CK相比,加入修复剂均能降低土壤有效态铅含量,增加土壤残留铅含量。与CK相比,加入TF3土壤有效态铅含量降低441.71 mg/kg,减少30.88%。土壤酶活性与微生物多样性在加入修复剂后均显著增加,同样表现为加入TF3效果最佳。本文的研究结果表明:研发生物修复剂TF3,不仅能够吸附重金属污染物,而且能够改善土壤生物活性。微生物与生物炭协同固定重金属,实现了对土壤重金属的原位修复,及农业生产废弃物的就地取材、二次利用,为生物强化技术修复铅污染土壤提供了一种新的修复剂。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53

【相似文献】