表面活性劑強(qiáng)化油菜-微生物聯(lián)合修復(fù)滴滴涕污染農(nóng)田土壤研究

呂良禾，張鴻齡①，陳宗聰，孫家君，孫麗娜②，王曉旭

(1.沈陽(yáng)大學(xué)污染環(huán)境的生態(tài)修復(fù)與資源化技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110044；2.北京桑德環(huán)境工程有限公司，北京 100000)

表面活性劑強(qiáng)化油菜-微生物聯(lián)合修復(fù)滴滴涕污染農(nóng)田土壤研究

呂良禾1，張鴻齡1①，陳宗聰1，孫家君2，孫麗娜1②，王曉旭1

(1.沈陽(yáng)大學(xué)污染環(huán)境的生態(tài)修復(fù)與資源化技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110044；2.北京桑德環(huán)境工程有限公司，北京 100000)

為了提高設(shè)施農(nóng)業(yè)滴滴涕(DDTs)污染土壤的修復(fù)效果，通過(guò)田間實(shí)驗(yàn)研究不同濃度的混合化學(xué)表面活性劑(SDBS-TW80)和生物表面活性劑鼠李糖脂(RL)對(duì)油菜和甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌(Bacillusmethylotrophicus)聯(lián)合去除設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤中DDTs的強(qiáng)化作用。結(jié)果表明，1個(gè)月后，單種油菜處理、接種降解菌和油菜-降解菌聯(lián)合處理土壤中DDTs降解率分別為12.0%、38.2%和43.1%，顯著高于對(duì)照處理。SDBS-TW80和RL均能不同程度地強(qiáng)化油菜-微生物對(duì)土壤中滴滴涕的去除效果。SDBS-TW80施加量為40 mg·kg-1時(shí)設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤中滴滴涕降解率最高(56.5%)，RL施加量為5 mg·kg-1時(shí)降解率最高(65.7%)，RL比SDBS-TW80更有利于提高DDTs污染土壤的生物修復(fù)效果。此外，當(dāng)RL施加量為5 mg·kg-1時(shí)對(duì)于毒性較強(qiáng)的p,p′-DDE也具有較好的降解效果，降解率高達(dá)69.5%。結(jié)果證實(shí)利用表面活性劑強(qiáng)化油菜聯(lián)合甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)DDTs污染土壤是可行的?？紤]到修復(fù)效率和毒害作用，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)優(yōu)先選用5 mg·kg-1RL組合。

滴滴涕；表面活性劑；甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌；油菜；污染農(nóng)田土壤

滴滴涕(dichloro diphenyl trichloroethane,DDT)是首批受控的持久性有機(jī)污染物(persistent organic pollutants,POPs)之一[1]。是我國(guó)最早大面積使用的農(nóng)藥之一,盡管從20世紀(jì)80年代初實(shí)行農(nóng)藥登記制度以來(lái),就已停止生產(chǎn)和使用DDT、氯丹和七氯等農(nóng)藥,但由于其持久性、半揮發(fā)性和難生物降解性等特點(diǎn),在各地土壤中DDTs的檢出率仍很高[2],造成的嚴(yán)重污染在短期內(nèi)仍然難以消除[3-4]。

微生物修復(fù)DDTs有機(jī)污染土壤是目前研究最多、應(yīng)用也最為廣泛的一種生物修復(fù)方法[5-6]。但該方法也存在一些不利因素,如微生物對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)比較強(qiáng)烈,環(huán)境條件的改變能極大影響微生物的修復(fù)效果;加入到修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中的微生物可能會(huì)與土著菌株競(jìng)爭(zhēng)或難以適應(yīng)環(huán)境從而導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)作用結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大出入。植物修復(fù)亦是治理土壤污染經(jīng)濟(jì)、有效的途徑之一,因其具有成本低、無(wú)二次污染和適用于大面積場(chǎng)地修復(fù)等特點(diǎn)而備受關(guān)注。然而由于植物的生長(zhǎng)周期較短,對(duì)氣候的依賴性較強(qiáng)且土壤中DDTs類污染物的生物利用性低等問(wèn)題,植物修復(fù)的效率相對(duì)較低[7]。針對(duì)上述問(wèn)題,在利用植物進(jìn)行污染土壤修復(fù)的同時(shí),向土壤中接種具有高效降解能力的專性降解菌,可以明顯提高DDTs的修復(fù)效果。同時(shí)，為解決DDTs極易被土壤固相吸附,從而導(dǎo)致生物利用率低的問(wèn)題,常用表面活性劑增溶修復(fù)技術(shù)將DDTs從土壤顆粒上解吸附下來(lái),增加DDTs的生物可利用性[8]。因此,采用化學(xué)強(qiáng)化植物-微生物聯(lián)合修復(fù)可有效提高滴滴涕污染土壤修復(fù)效果。

筆者在前期實(shí)驗(yàn)[9]的基礎(chǔ)上,選用混合表面活性劑〔m(十二烷基苯磺酸鈉)∶m(吐溫80)=2∶3〕和生物表面活性劑鼠李糖脂(RL),對(duì)前期研究篩選出的DDTs高效降解菌甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌(Bacillusmethylotrophicus)及經(jīng)濟(jì)作物油菜(Brassicacampestris)進(jìn)行強(qiáng)化。已有的研究大多在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行[10],而田間應(yīng)用表面活性劑強(qiáng)化植物-微生物修復(fù)的研究報(bào)道尚鮮見(jiàn)。由于設(shè)施農(nóng)業(yè)污染現(xiàn)場(chǎng)自然條件的復(fù)雜性和土壤環(huán)境的異質(zhì)性,結(jié)果與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)往往差異較大。因此,在實(shí)際污染農(nóng)田中開(kāi)展研究,可以使研究結(jié)果更貼近修復(fù)工程實(shí)際情況,有利于修復(fù)技術(shù)的推廣示范。

1 材料與方法

1.1 設(shè)施農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)區(qū)

農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)區(qū)位于沈陽(yáng)市沈北新區(qū)一處設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)(42°05′02.62″ N,123°31′42.79″ E),經(jīng)測(cè)定土壤類型為粉砂質(zhì)黏土,黏粒、粉粒和砂粒的比例分別為26.11%、72.82%和1.07%,土壤基本理化性質(zhì):w(有機(jī)質(zhì))為54.37 g·kg-1,土壤容重1 220 kg·m-3,土壤含水率約60%,pH值7.17,陽(yáng)離子交換量13.09 cmol·kg-1,w(p,p′-DDE)、w(p,p′-DDD)、w(o,p′-DDT)、w(p,p′-DDT)和w(DDTs)分別為13.19、3.37、4.04、29.85和50.45 μg·kg-1。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

生物表面活性劑選用鼠李糖脂(RL,純度w約90%,購(gòu)于湖州紫金生物科技有限公司),化學(xué)表面活性劑選用失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚(TW80,購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)和十二烷基苯磺酸鈉(SDBS,購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。p,p′-DDE,p,p′-DDD,o,p′-DDT,p,p′-DDT 標(biāo)準(zhǔn)樣品(100 μg·mL-1,購(gòu)于百靈威試劑公司)。供試植物為油菜(購(gòu)于沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)種子商店)。

1.3 實(shí)驗(yàn)菌株及菌株培養(yǎng)

高效降解菌為甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌,由課題組從DDTs污染農(nóng)田土壤中篩選、分離而來(lái),分離方法參照FANG等[11]。實(shí)驗(yàn)前,將保存于4 ℃斜面的甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌接種在LB培養(yǎng)基(Luria-Bertani培養(yǎng)基)上,待菌長(zhǎng)滿整個(gè)LB培養(yǎng)基表面后,將菌體刮下接種到無(wú)菌水中制成菌懸液,于 4 ℃條件下保存待用。取w=1%的菌懸液接入500 mL的LB培養(yǎng)基中，于160 r·min-1、30 ℃條件下培養(yǎng),定期用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù),待菌數(shù)(以CFU計(jì))達(dá)109mL-1即可進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn)。

1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

共設(shè)置9種修復(fù)處理,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)詳見(jiàn)表1,并設(shè)置空白對(duì)照,每個(gè)處理5次重復(fù)。

表1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

Table 1 The experiment design

編號(hào)是否添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌油菜w(SDBS-TW80)/(mg·kg-1)w(RL)/(mg·kg-1)CK----Y-+--N+---Y+N++--H40++40-H100++100-H300++300-R5++-5R10++-10R20++-20

CK為空白處理；Y為僅添加油菜處理；N為僅添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌處理；H為混合表面活性劑加油菜加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌處理；R為生物表面活性劑加油菜加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌處理。+為添加處理;-為未添加處理。

將各個(gè)處理劃分為1.0 m×1.0 m的修復(fù)單元,相鄰修復(fù)單元間隔約1.0 m,將500 mL菌液和表面活性劑溶液用手動(dòng)噴霧器均勻噴施于田間各土壤樣方中,未接菌或表面活性劑的處理噴撒無(wú)菌水作對(duì)照,在0～40 cm深度范圍內(nèi)均勻混合,并保持樣方含水率w約 60%。其中，接種的甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌菌液濃度(以CFU計(jì))為1.0×109mL-1,生物表面活性劑選用RL,化學(xué)表面活性劑在前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上選用陰-非離子混合表面活性劑SDBS-TW80。種植適量油菜,定期澆水,于實(shí)驗(yàn)前1 d采用梅花取樣法采集土壤樣品,30 d后收割油菜地上部,并采用梅花取樣法采集土壤樣品,去除根莖、敗葉、碎石等雜物,待土壤樣品混勻、自然風(fēng)干后,過(guò)0.3 mm孔徑篩低溫避光保存于密封袋中。

1.5 DDTs提取與測(cè)定

采用加速溶劑萃取法提取土壤中DDTs[12],將纖維濾膜放于萃取池底部,稱取5.00 g 待測(cè)土壤樣品與適量硅藻土均勻混合,置于萃取池中,而后用加速溶劑萃取儀(ASE30,美國(guó)Dionex公司)進(jìn)行萃取。萃取條件:萃取劑為分析純，V(正己烷)∶V(丙酮)=1∶1,預(yù)熱平衡時(shí)間 5 min,靜態(tài)萃取時(shí)間5 min,壓力10 342.5 kPa,靜態(tài)萃取溫度 100 ℃,淋洗體積為萃取池體積的60%,100 s載氣(高純氮?dú)?吹脫,2次靜態(tài)萃取。收集萃取液并將其轉(zhuǎn)移至雞心瓶中,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-52AA,上海亞榮生化儀器有限公司)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干,2.0 mL正己烷定容后移至聚四氟乙烯分液漏斗中。

樣品凈化參照GB/T 14550—2003《土壤中六六六和滴滴涕測(cè)定的氣相色譜法》[13],將 5.0 mL 濃硫酸加入分液漏斗中進(jìn)行磺化,待靜置至上下液面分層后,棄去下層廢液,重復(fù)上述操作直至下層酸液無(wú)色。再取5.0 mLw=10%的NaCl 溶液進(jìn)行洗脫,上述操作重復(fù)2次。最后，用無(wú)水硫酸鈉對(duì)樣品進(jìn)行脫水處理,后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干,用1.0 mL 色譜純正己烷定容并轉(zhuǎn)移至氣相小瓶中,待測(cè)。

DDTs測(cè)定采用氣相色譜儀(CP-3800,美國(guó)Varian公司)檢測(cè),用色譜純正己烷配制p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT和p,p′-DDT標(biāo)準(zhǔn)樣品,制作20、40、60、80和100 ng·g-15個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線,DDT根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)保留時(shí)間匹配確定,利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的峰高計(jì)算 DDT 含量。土壤和植物樣品中DDT的加標(biāo)回收率分別為89.2%～107.1% 和84.9%～110.6%。

土壤中DDTs降解率=1-修復(fù)后土壤中DDTs殘留量/修復(fù)土壤中DDTs殘留量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 7.5和SPSS 12.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,采用單因素方差分析及多重比較(LSD)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,差異顯著水平α為0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 油菜、高效降解菌對(duì)土壤中DDTs的降解效果

在田間實(shí)驗(yàn)中,自然條件下DDTs極難降解(圖1),1個(gè)月后降解率僅為2.3%。單獨(dú)種植油菜處理,土壤中DDTs降解率達(dá)12.0%,比對(duì)照顯著提高。植物主要通過(guò)植物吸收、植物釋放根系分泌物降解污染物及植物強(qiáng)化根際微生物降解污染物等途徑對(duì)DDTs污染土壤進(jìn)行修復(fù)。

CK、Y、N和Y+N處理的釋義見(jiàn)表1。同一幅圖中直方柱上方英文小寫(xiě)字母不同表示不同處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

該研究中油菜植物體內(nèi)未檢測(cè)到DDTs,表明油菜并非以吸收途徑降解設(shè)施土壤中DDTs,土壤中DDTs的損失可能是土壤中土著微生物參與降解DDTs的結(jié)果。也有報(bào)道指出,植物釋放到根際區(qū)的有機(jī)分泌物和酶能有效降解農(nóng)藥及其他有機(jī)物[14]。一方面，根系釋放的分泌物增加了土壤陽(yáng)離子交換容量且競(jìng)爭(zhēng)土壤中DDTs污染物的結(jié)合位點(diǎn),使得結(jié)合于土壤的DDTs減少；另一方面，根際釋放的分泌物具有表面活性劑作用,可降低DDTs的界面表面張力,增加其在土壤間隙水中的溶解度。但由于設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤的現(xiàn)實(shí)性和復(fù)雜性[15],單獨(dú)使用油菜的降解效果并不顯著。

GLICK等[16]研究指出,DDT降解菌在實(shí)驗(yàn)室純培養(yǎng)條件下可以達(dá)到高效降解有機(jī)污染物的效果,但無(wú)法在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到同樣的效果。實(shí)驗(yàn)室中甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌對(duì)DDTs的去除率高于60%。田間實(shí)驗(yàn)中,單獨(dú)添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌和油菜-甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的處理,菌株對(duì)土壤DDTs的去除率僅為38.2%和43.1%。這可能是由于設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境比較復(fù)雜,DDTs在土中的水溶性較低,導(dǎo)致生物可利用率較低,微生物在代謝DDTs時(shí)缺少碳源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),導(dǎo)致DDTs難以生物降解。

為了提高DDTs的降解率,選用表面活性劑強(qiáng)化油菜和甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的降解作用,以期達(dá)到較好的修復(fù)效果。

2.2 混合表面活性劑強(qiáng)化油菜-微生物降解土壤中DDTs的效果

2.2.1 對(duì)土壤中DDTs總量的影響

在田間實(shí)驗(yàn)中,不同施加量SDBS-TW80強(qiáng)化油菜-甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌對(duì)農(nóng)田土壤DDTs的降解情況見(jiàn)圖2。當(dāng)添加SDBS-TW80對(duì)植物-微生物進(jìn)行強(qiáng)化后,DDTs降解率顯著提升,在SDBS-TW80施加量為40 mg·kg-1時(shí),降解率達(dá)最高(56.5%),提升效果顯著。一方面，因?yàn)橹参锷L(zhǎng)時(shí),根系為微生物的繁殖提供了最佳場(chǎng)所。微生物的繁殖又增強(qiáng)了其對(duì)DDTs的降解,減輕了DDTs對(duì)植物的毒性,使植物有更加優(yōu)越的生長(zhǎng)空間,增強(qiáng)了植物根系旺盛的代謝活動(dòng),這樣的植物-微生物聯(lián)合體系能促進(jìn)有機(jī)污染物的快速降解、礦化。另一方面，DDTs溶解度低，水溶性差,在土壤環(huán)境中極易吸附于土壤顆粒、土壤有機(jī)質(zhì)上,表面活性劑可以增溶土壤中的DDTs,將DDTs從土壤中淋洗出來(lái),并提高其生物可降解性,促進(jìn)生物降解。

隨著SDBS-TW80施加量的增加,DDTs降解率反呈降低趨勢(shì)。當(dāng)SDBS-TW80施加量為100和300 mg·kg-1時(shí),土壤中DDTs降解率分別為52.0%和45.0%。原因可能是作為化學(xué)表面活性劑,高濃度SDBS-TW80具有一定毒性,隨著SDBS-TW80施加量的升高,毒性亦增大,抑制了菌株的生長(zhǎng)與降解活性。肖鵬飛等[17]研究TW60和SDS強(qiáng)化白腐真菌降解DDTs的結(jié)果中也出現(xiàn)了類似情況。

CK、Y、N、Y+N、H40、H100和H300處理的釋義見(jiàn)表1。同一幅圖中直方柱上方英文小寫(xiě)字母不同表示不同處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

2.2.2 對(duì)土壤中DDTs不同衍生物的影響

不同施加量鼠李糖脂強(qiáng)化油菜-降解菌去除設(shè)施土壤中p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT和p,p′-DDT 的效果如圖3所示。自然狀態(tài)下,土壤中DDT的4種衍生物降解率極低。在添加表面活性劑后,各個(gè)處理p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT和p,p′-DDT降解率顯著升高。其中，當(dāng)SDBS-TW80施加量為40 mg·kg-1時(shí),p,p′-DDE、o,p′-DDT和p,p′-DDT降解率達(dá)到最高,分別為53.4%、56.8%和56.0%。而后，隨著SDBS-TW80施加量的增高而降低。當(dāng)SDBS-TW80施加量為300 mg·kg-1時(shí),土壤中p,p′-DDE、p,p′-DDT、p,p′-DDD和o,p′-DDT 降解率均呈下降趨勢(shì),與單獨(dú)施加降解菌甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的效果相近,表明此時(shí)表面活性劑對(duì)植物-微生物聯(lián)合修復(fù)的強(qiáng)化效果已不明顯,可能是由于SDBS-TW80具有一定毒性,其濃度升高，毒性增大，導(dǎo)致菌株的生長(zhǎng)和降解活性受到抑制,使降解率不增反減。因此,當(dāng)SDBS-TW80施加量為40 mg·kg-1時(shí)其對(duì)油菜-甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的強(qiáng)化效果更為明顯。

p,p′-DDD降解率在表面活性劑濃度為100 mg·kg-1時(shí)更高,可能是由于p,p′-DDD的產(chǎn)生有2種途徑：其一，可以在好氧條件下由p,p′-DDT降解轉(zhuǎn)化為p,p′-DDE,再由p,p′-DDE轉(zhuǎn)化為p,p′-DDD;其二，可以在厭氧條件下直接通過(guò)土壤中微生物降解轉(zhuǎn)化產(chǎn)生p,p′-DDD,所以p,p′-DDD來(lái)源相對(duì)復(fù)雜[18]。當(dāng)SDBS-TW80施加量為100 mg·kg-1時(shí)，毒害作用增大,抑制甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的生長(zhǎng),導(dǎo)致其厭氧反應(yīng)增多,p,p′-DDD降解率也隨之提高,這與趙炳梓等[19]的研究結(jié)果相符。

CK、Y、N、Y+N、H40、H100和H300處理的釋義見(jiàn)表1。

2.3 生物表面活性劑強(qiáng)化油菜-微生物降解農(nóng)田土壤中DDTs的效果

2.3.1 對(duì)土壤中DDTs總量的影響

CK、Y、N、Y+N、R5、R10和R20處理的釋義見(jiàn)表1。同一幅圖中直方柱上方英文小寫(xiě)字母不同表示不同處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

2.3.2 對(duì)土壤中DDTs各衍生物的影響

不同施加量RL強(qiáng)化油菜-降解菌去除設(shè)施土壤中p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT、p,p′-DDT的效果如圖5所示。對(duì)照組中,各衍生物自然降解率均不高于2%,單獨(dú)種植植物或施用微生物降解菌對(duì)DDTs進(jìn)行修復(fù),DDT各衍生物降解率不顯著。施加了RL強(qiáng)化后,各處理對(duì)土壤中不同衍生物DDT的降解率顯著增加,p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT和p,p′-DDT降解率較對(duì)照衍生物別提高了67.9%、49.9%、40.2%和62.7%。表明RL的增溶作用可以有效提升滴滴涕在水相中的表觀溶解度,增大甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的親水性、促進(jìn)油菜的菌根效應(yīng)。

添加RL的處理中,DDTs各衍生物的降解率隨RL濃度的變化而呈現(xiàn)出一定的規(guī)律,其降解率從高到低依次為p,p′-DDE、p,p′-DDT、p,p′-DDD和o,p′-DDT。p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT和p,p′-DDT均可對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用,且毒性最強(qiáng)的是環(huán)境激素類物質(zhì)p,p′-DDE[23],因此p,p′-DDE的去除是DDTs修復(fù)工程中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。不同濃度的RL處理中p,p′-DDE的降解率均高于p,p′-DDD、o,p′-DDT和p,p′-DDT,表明RL強(qiáng)化植物-微生物修復(fù)對(duì)毒性最強(qiáng)的p,p′-DDE修復(fù)效果較好。

CK、Y、N、Y+N、R5、R10和R20處理的釋義見(jiàn)表1。直方柱上方英文小寫(xiě)字母不同表示不同處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論

(1)在BS-TW80施加量為40 mg·kg-1時(shí),SDBS-TW80強(qiáng)化油菜-降解菌聯(lián)合去除設(shè)施農(nóng)田土壤中DDTs效果最好,DDTs降解率高達(dá)56.5%。而后，隨著SDBS-TW80施加量的增加呈下降趨勢(shì)。

(2)在RL施加量為5 mg·kg-1時(shí),其對(duì)油菜聯(lián)合甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌降解DDTs增溶作用最強(qiáng),DDTs降解率高達(dá)65.7%,而后，降解率隨RL施加量的增高而降低,表現(xiàn)為增溶作用隨RL施加量的增高而降低。

(3)添加不同濃度SDBS-TW80和RL均能不同程度地促進(jìn)DDTs各衍生物p,p′-DDE,p,p′-DDD、o,p′-DDT 和p,p′-DDT的降解,且降解率隨著SDBS-TW80和RL濃度的升高出現(xiàn)降低現(xiàn)象,BS-TW80和RL施加量分別為40和5 mg·kg-1時(shí)對(duì)毒性最強(qiáng)的p,p′-DDE降解效果較好。

(4)在表面活性劑強(qiáng)化油菜-微生物的修復(fù)中,SDBS-TW80降解效果在施加量為40 mg·kg-1時(shí)達(dá)到最高,為56.5%;RL在施加量為5 mg·kg-1時(shí)達(dá)到最高,為65.7%,RL的降解效果明顯優(yōu)于SDBS-TW80。化學(xué)表面活性劑SDBS-TW80對(duì)自然環(huán)境的毒性遠(yuǎn)高于生物表面活性劑RL,而且易導(dǎo)致二次污染。因此,在設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤修復(fù)中,使用生物表面活性劑RL強(qiáng)化植物-微生物對(duì)DDTs進(jìn)行修復(fù)較為合適。

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(責(zé)任編輯： 陳 昕)

Surfactants Strengthen Cole-Microorganism for the Remediation of DDTs Contaminated Farmland Soils.

LüLiang-he1，ZHANGHong-ling1，CHENZong-cong1，SUNJia-jun2，SUNLi-na1，WANGXiao-xu1

(1.Key Laboratory of Regional Environment and Eco-remediation(Shenyang University)， Ministry of Education， Shenyang 110044， China;2.Beijing Sander Environmental Engineering Co. Ltd.， Beijing 100000， China)

In order to improve the remedial effects of DDTs contaminated soils in facility agriculture,a field experiment was conducted to enhance different concentrations of SDBS-TW80 and RL for bioremediation of DDTs contaminated soils by combining with cole andBacillusmethylotrophicus. The results show that the degradation rate of DDTs in soils by cole, degrading and cole-microorganism bacteria after one month were 12.0%, 38.2% and 43.1%, respectively, which was significantly higher than that in control treatment. SDBS-TW80 and RL could enhance the degradation rate of DDTs contaminated farmland soils byBacillusmethylotrophicusand cole. The highest degration rates of DDTs in farmland soils were 56.5% and 65.7%, respectively, when the concentration of SDBS-TW80 and RL was applied at 40 and 5 mg·kg-1, respectively. RL showed higher degradation activity of DDTs than SDBS-TW80. Moreover, highest degradation rate ofp,p′-DDE (the most toxic component) was about 69.5%, when the concentration of RL was applied at 5 mg·kg-1. The results confirmed the workability of surfactants augmented remediation of DDT-contaminated soil by cole andBacillusmethylotrophicus. Considering the remediation efficiency and toxicity, RL was the best choice in practical application.

DDTs; surfactant;Bacillusmethylotrophicus; cole; contaminated farmland soil

2016-08-11

沈陽(yáng)市科技計(jì)劃(F14-133-9-00);國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃(2014CB441106);遼寧省青年學(xué)者成長(zhǎng)計(jì)劃(LJQ2014134)

X53

A

1673-4831(2017)08-0755-07

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.08.012

呂良禾(1991—),男,遼寧沈陽(yáng)人,碩士生,主要從事土壤有機(jī)污染修復(fù)研究。E-mail: 1435277042@qq.com

① 通信作者E-mail: zhl19792002@163.com

② 共同通信作者E-mail: Sln629@163.com