生物炭固定微生物对草甘膦的去除效果研究*
2021-02-01陈楸健
环境污染与防治 2021年1期
陈楸健 周 玲 梁 媛
(苏州科技大学环境科学与工程学院,江苏 苏州 215000)
草甘膦是一种广谱灭生性、内吸传导性有机磷除草剂,被广泛应用于防治农田草害。草甘膦的极性强,会被土壤和底泥大量吸附,从而恶化土壤和水环境[1],抑制微生物酶活性[2],影响非靶目标植物生长[3],长期接触草甘膦污染土壤或水源甚至会影响胎儿发育[4]。通常人们利用生物炭的吸附效应处理水或土壤中的有机污染物。研究表明,生物炭对0~6 mg/L草甘膦的吸附效果较土壤颗粒高400~2 500倍,可通过吸附作用去除土壤中的草甘膦[5]。微生物因其生物降解效应被广泛研究,在实验室模拟条件下,高效降解菌分枝杆菌(Mycobacteriumsp.) ESG4可使土壤中50 mg/kg的草甘膦降解68.89%[6]。TANG等[7]从草甘膦污染水灌溉的农田土壤中筛选出高效降解菌,在60 d内可降解0.59 mmol的草甘膦。
单一生物炭或微生物均可去除草甘膦,但仍存在一些问题,如生物炭会受土壤粒径[8]、阳离子交换量(CEC)[9]、pH[10]等理化性质影响,使其对草甘膦的吸附容量产生较大波动,无法稳定吸附草甘膦。纯菌在真实环境中由于条件恶劣且竞争力逊于土著菌,其草甘膦降解能力大幅下降甚至消失[11]。固定化微生物技术可将微生物固定于生物炭上制成特定大小、形状的复合材料颗粒,以提高微生物密度和活性,提高处理负荷,增强微生物对不同浓度、温度、pH等环境条件的适应力[12]。微生物还可改变生物炭表面的疏水性和极性[13],从而提高复合材料与草甘膦的亲和力,同时微生物具有降解草甘膦的作用,因此复合材料具有更高效修复草甘膦的潜能。……
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