微生物与植物联合修复有机－重金属复合污染土壤的研究

江西省内水体和土壤污染呈现出越来越严重的有机?重金属复合污染特征，为污染土壤的治理与修复带来了困难。本项目以景德镇城市垃圾填埋场的污染土壤，和景德镇市区湖泊和河道的底泥为研究对象，在复合污染特征和空间变异特点研究的基础上，针对不同的有机-重金属污染程度和污染特征的土壤及底泥，开展微生物与植物的联合修复技术研究，阐明在有机?重金属复合污染环境中，微生物及植物对有机物和重金属离子的吸收、降解和转化机制，以及微生物和植物之间在促进土壤修复方面的相互作用规律，研究微生物?植物强化技术对有机?重金属复合污染条件下，微生物和植物对有机物及重金属吸收与耐性机理的影响。

经过三年的研究，本项目圆满完成了预定目标，所取得的成果主要有几下几点：..(1).在烧制过程中，瓷土原料中的PCDD/Fs有约16.5−25.1%被释放到大气中。估算表明全国陶瓷行业PCDD/Fs的年排放量约为7.94 kg/年，对应的毒性当量值为133.6 g I-TEQ/年，约占全国年排放量的1.34%。.(2).在土壤中，镉与芘的相互作用显著影响土壤基础呼吸、生物质炭和代谢熵水平。同时施加镉与芘对土壤微生物的影响相比单独施加镉或芘更大。在根际与非根际土壤中，施加2.5 mg/kg的镉可增加土壤基础呼吸。在非根际土壤、高羊茅根面和高羊茅根际土壤中，镉耐受菌群的生理生态指标存在显著差异。在各处理间，土壤微生物的活性亦存在显著差异。.(3).筛选获得一株能以BDE-209为唯一碳源和能源的蜡状芽孢杆菌JP12。在pH 6.0、30 °C、150 rpm条件下，在12天内该菌对初始浓度为1 mg/L的BDE-209降解率为88%。添加适当的表面活性剂和次级碳源可强化JP12对BDE-209的降解。低浓度的Cu2+ (≤8 mg/L)和Zn2+ (≤15 mg/L)可轻微刺激BDE-209的降解。高浓度的Cu2+和Zn2+导致过多的金属离子吸附到菌细胞表面，使得菌细胞接触基质受阻，进而导致BDE-209的降解效率下降。菌JP12在吸附重金属离子后，可从细胞内释放一些轻金属如K+和Na+。.(4).通过60天的生长箱实验研究铜胁迫对南瓜苗吸收、传输和代谢BDE-209的影响。在植物组织中检测到9种低溴代同系物，两种羟基化产物，及一种甲基化产物。这些代谢物在不同组织内的总浓度大小顺序为根>茎>叶。BDE-209的植物代谢主要是在根部而非茎和叶部。50 mg/kg的土壤铜浓度可增加植物组织中羟基化产物的浓度。未检测到BDE-209在植物组织中的矿化。.(5).研究表明，中等水平的重金属可抑制高羊茅的生长，但植物生长没有受到100 mg/kg以下浓度芘添加的明显影响。芘的添加部分地缓和了金属对植物的毒性。重金属的存在降低了芘的消散和矿化，但是，高羊茅的种植改善了芘的消散和矿化。结果表明，有机污染物与重金属对土壤植物修复的相互影响与一些特定因素有关，如植物种类、土壤特征和污染物类型。