生物炭及降解菌剂对污染土壤微生物及功能基因的影响
发布时间：2025-03-20 04:15
生物炭具有较大的比表面积、丰富的孔隙结构等特性,可成为廉价高效的环境吸附剂,能够应用于多环芳烃污染土壤的修复。本研究以农用废弃物水稻秸秆为原料,在300℃、500℃和700℃的条件下使用管式炉限氧热解制备生物炭。在此基础上研究热解温度对生物炭元素及官能团组成等性质的影响,同时以持久性有机污染物多环芳烃（PAHs）中的菲（PHE）为研究对象,采用微生物固定化技术,将PAHs降解菌（Achromobacter sp.LH-1）固定于生物炭制备多环芳烃降解菌剂,开展了生物炭及降解菌剂对PHE污染土壤修复作用的研究。通过高通量微生物分类测序技术对修复过程中土壤微生物物种丰富度及群落结构进行分析;同时采用宏基因组测序技术,对土壤环境样本中的全部DNA信息进行定量分析,重点考察了生物炭及多环芳烃降解菌剂对污染土壤C、N、P、S元素循环过程中关键酶基因的表达影响,探究生物炭的使用对土壤中营养元素循环代谢过程的影响情况,进而揭示生物炭的应用对土壤生态环境的影响。主要研究结果如下:考察不同温度下所制备生物炭的结构性质影响规律及对多环芳烃吸附能力的影响,发现随着热解温度的升高,生物炭的产率逐渐下降、灰分含量...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 前言
1.1 生物炭概述
1.1.1 生物炭定义
1.1.2 生物炭的性质
1.2 生物炭的土壤环境行为
1.2.1 生物炭对土壤性质的影响
1.2.2 生物炭对土壤微生物的影响
1.2.3 生物炭对土壤污染物的影响
1.3 多环芳烃概述
1.3.1 多环芳烃及其分布
1.3.2 多环芳烃性质与修复
1.4 宏基因组测序技术在土壤研究的应用
1.4.1 土壤元素的生物地球化学循环
1.4.2 宏基因组测序技术
1.5 研究意义、内容和技术路线
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
1.5.3 技术路线
2 材料与方法
2.1 主要试验药品及试剂
2.2 试验仪器设备
2.3 试验材料
2.4 生物炭的制备
2.5 生物炭的理化性质及表征测定
2.5.1 生物炭产率测定
2.5.2 生物炭灰分测定
2.5.3 pH的测定
2.5.4 生物炭元素组成分析
2.5.5 生物炭扫描电镜
2.5.6 生物炭红外光谱分析
2.6 多环芳烃降解菌剂的制备
2.6.1 多环芳烃降解菌剂的制备方法
2.6.2 生物炭的热解温度与吸附时间对微生物固定的影响
2.7 生物炭及生物炭固定化微生物的多环芳烃降解率测定
2.7.1 多环芳烃的测定方法
2.7.2 生物炭吸附菲的静态吸附试验
2.7.3 多环芳烃降解菌剂对菲的降解率测定
2.8 生物炭及多环芳烃降解菌剂对多环芳烃污染土壤的修复
2.8.1 模拟盆栽试验方法
2.8.2 土壤多环芳烃污染残留的测定
2.8.3 土壤理化及土壤酶活测定
2.8.4 土壤的微生物群落组成及多样性分析
2.8.5 土壤中黑麦草生长情况测定
2.8.6 基于宏基因组对土壤C、N、P及 S元素循环的相关酶基因的分析
3 结果与分析
3.1 生物炭理化性质
3.1.1 生物炭产率及灰分
3.1.2 生物炭的pH值
3.1.3 生物炭的元素分析
3.1.4 生物炭的傅里叶红外光谱分析
3.1.5 生物炭扫描电镜
3.1.6 生物炭对微生物的吸附特征
3.1.7 生物炭及多环芳烃降解菌剂对菲的降解作用
3.2 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤的修复
3.2.1 生物炭及多环芳烃降解菌剂对多环芳烃污染土壤的降解效果
3.2.2 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤含水量的影响
3.2.3 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤pH值的影响
3.2.4 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤酶活的影响
3.2.5 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤有机质的影响
3.2.6 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤全氮的影响
3.2.7 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤全磷的影响
3.2.8 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤全钾的影响
3.3 生物炭及多环芳烃降解菌剂对污染土壤的黑麦草生长的影响
3.4 生物炭及多环芳烃降解菌剂对污染土壤的微生物的影响
3.4.1 土壤微生物丰富度及多样性分析
3.4.2 土壤微生物群落结构分析
3.5 生物炭及多环芳烃降解菌剂对元素生物地球化学循环关键酶基因的影响
3.5.1 生物炭及多环芳烃降解菌剂对PHE污染土壤的菲降解基因的影响
3.5.2 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤C素循环关键酶基因的影响
3.5.3 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤N素循环关键酶基因的影响
3.5.4 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤P素循环关键酶基因的影响
4 讨论
4.1 生物炭制备
4.2 生物炭固定菌剂应用
4.3 生物炭对土壤微生物的影响
4.4 生物炭对土壤碳、氮元素循环的影响
5 结论
致谢
参考文献
本文编号：4037371
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 前言
1.1 生物炭概述
1.1.1 生物炭定义
1.1.2 生物炭的性质
1.2 生物炭的土壤环境行为
1.2.1 生物炭对土壤性质的影响
1.2.2 生物炭对土壤微生物的影响
1.2.3 生物炭对土壤污染物的影响
1.3 多环芳烃概述
1.3.1 多环芳烃及其分布
1.3.2 多环芳烃性质与修复
1.4 宏基因组测序技术在土壤研究的应用
1.4.1 土壤元素的生物地球化学循环
1.4.2 宏基因组测序技术
1.5 研究意义、内容和技术路线
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
1.5.3 技术路线
2 材料与方法
2.1 主要试验药品及试剂
2.2 试验仪器设备
2.3 试验材料
2.4 生物炭的制备
2.5 生物炭的理化性质及表征测定
2.5.1 生物炭产率测定
2.5.2 生物炭灰分测定
2.5.3 pH的测定
2.5.4 生物炭元素组成分析
2.5.5 生物炭扫描电镜
2.5.6 生物炭红外光谱分析
2.6 多环芳烃降解菌剂的制备
2.6.1 多环芳烃降解菌剂的制备方法
2.6.2 生物炭的热解温度与吸附时间对微生物固定的影响
2.7 生物炭及生物炭固定化微生物的多环芳烃降解率测定
2.7.1 多环芳烃的测定方法
2.7.2 生物炭吸附菲的静态吸附试验
2.7.3 多环芳烃降解菌剂对菲的降解率测定
2.8 生物炭及多环芳烃降解菌剂对多环芳烃污染土壤的修复
2.8.1 模拟盆栽试验方法
2.8.2 土壤多环芳烃污染残留的测定
2.8.3 土壤理化及土壤酶活测定
2.8.4 土壤的微生物群落组成及多样性分析
2.8.5 土壤中黑麦草生长情况测定
2.8.6 基于宏基因组对土壤C、N、P及 S元素循环的相关酶基因的分析
3 结果与分析
3.1 生物炭理化性质
3.1.1 生物炭产率及灰分
3.1.2 生物炭的pH值
3.1.3 生物炭的元素分析
3.1.4 生物炭的傅里叶红外光谱分析
3.1.5 生物炭扫描电镜
3.1.6 生物炭对微生物的吸附特征
3.1.7 生物炭及多环芳烃降解菌剂对菲的降解作用
3.2 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤的修复
3.2.1 生物炭及多环芳烃降解菌剂对多环芳烃污染土壤的降解效果
3.2.2 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤含水量的影响
3.2.3 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤pH值的影响
3.2.4 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤酶活的影响
3.2.5 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤有机质的影响
3.2.6 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤全氮的影响
3.2.7 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤全磷的影响
3.2.8 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤全钾的影响
3.3 生物炭及多环芳烃降解菌剂对污染土壤的黑麦草生长的影响
3.4 生物炭及多环芳烃降解菌剂对污染土壤的微生物的影响
3.4.1 土壤微生物丰富度及多样性分析
3.4.2 土壤微生物群落结构分析
3.5 生物炭及多环芳烃降解菌剂对元素生物地球化学循环关键酶基因的影响
3.5.1 生物炭及多环芳烃降解菌剂对PHE污染土壤的菲降解基因的影响
3.5.2 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤C素循环关键酶基因的影响
3.5.3 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤N素循环关键酶基因的影响
3.5.4 生物炭及多环芳烃降解菌剂对土壤P素循环关键酶基因的影响
4 讨论
4.1 生物炭制备
4.2 生物炭固定菌剂应用
4.3 生物炭对土壤微生物的影响
4.4 生物炭对土壤碳、氮元素循环的影响
5 结论
致谢
参考文献
本文编号：4037371
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/4037371.html
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