低温条件下硝基苯酚污染功能菌株修复及微生态效应研究

Nitrophenol was gradually detected in environment and has been listed as environmental priority organic pollutants. Aimed at understanding the transport and attenuation of para-nitrophenol (P-NP), this project will study the micro-ecological effect at the stress of p-nitrophenol at low temperature. Through combination of quantum chemistry, microbiology, hydrological geology and traditional methods of molecular biology research, the bio-augment method will be used to enhance the aquifer biodegradation system, and by using compound-specific isotope analysis (CSIA) method to explain the mechanisms of biodegradation and quantify the effective of biodegradation at filed. This study will provides valuable result of the attenuation potential and the bio-enhanced system. The results of this project will provide the theoretical support for in situ bioremediation of P-NP contaminated groundwater.

环境中的硝基苯酚正逐步被检出，已被列为环境优先检测有机污染物质。本项目主要针对地下水硝基苯酚污染问题，探讨在低温（地下水实际温度）条件下硝基苯酚污染胁迫下含水层中微生态体系的演替过程及生物强化修复机理。项目将首次结合量子化学、微生物学、传统水文地质学和分子生物学手段，通过构建低温硝基苯酚污染含水层的生物强化修复系统，探索硝基苯酚和地下环境系统之间的宏观和微观物-化-生交互作用，采用CSIA技术深入研究其代谢机理并量化修复过程中生物作用，探讨微生物强化修复作用污染在实际场地中的“可用性”及“实用性”。研究成果可为实际含水层中条件下芳香族化合物类污染生物修复提供理论依据。

硝基苯酚已被列为环境优先检测有机污染物质。本项目的主要研究目标是针对地下水硝基苯酚污染问题，探讨在低温条件下硝基苯酚污染胁迫下含水层中微生态体系的演替过程及生物强化修复机理。本项目采用了DFT计算方法对对硝基苯酚的性质进行了计算，获得了摩尔折射率(MR)、分子总能量(ET)、偶极矩(μ)等参数，为后续的污染物质在环境中的归趋研究提供了理论参数。与此同时，开发了对硝基苯酚分析测试方法并针对对硝基苯酚低温降解菌株的降解特性、动力学并优化了最佳降解条件，能够为后续的场地修复的应用提供菌源。同时，考察了低温降解菌株生物强化及生物刺激修复污染而对土壤的生态效应的影响，探究了对硝基苯酚在包气带土壤的微生物降解规律，以及降解过程中土壤微生物群落多样性的演化特征。通过室内模拟实验获知了对硝基苯酚污染胁迫下包气带土壤和地下水微生态和水文地球化学参数变化特征，以及环境微生态指标对其胁迫的动态响应。项目结合了量子化学、微生物学、传统水文地质学和分子生物学手段研究探索，研究成果能够阐明土壤、含水层中对硝基苯酚污染原位修复的机理，并为后续的修复工程提供技术参数。