阿特拉津和2,4-D是广泛使用的有机氯类除草剂,在环境中残留期长,污染严重。本文研究了纳米Fe₃O₄/微生物联合体系降解水溶液和土壤中阿特拉津和2,4-D。利用纳米Fe₃O₄的还原作用脱去阿特拉津和2,4-D环上的氯原子,使其毒性降低或消除;再利用微生物的共代谢作用,引入阿特拉津降解菌,协同降解阿特拉津和2,4-D。通过分析纳米Fe₃O₄与微生物之间的相互关系,揭示纳米Fe₃O₄与微生物降解的协同作用机理。研究结果将为农田农药污染的修复提供理论基础,也为土壤残留农药快速降解提供新途径。主要研究内容与结果如下:1.从农药厂污泥中筛选到一株阿特拉津高效降解菌,该菌株为Ochrobactrum sp.。降解菌共代谢降解阿特拉津和2,4-D,并以阿特拉津和2,4-D为C源、N源;阿特拉津和2,4-D的存在,为微生物的生长提供营养,促进微生物的生长。反应7 d,降解菌对阿特拉津和2,4-D的降解率分别达到31.8 %和64.2 %。2.利用Fe₃O₄还原降解阿特拉津和2,4-D,并比较纳米Fe₃O₄与微米Fe₃O₄的降解效果。结果表明:反应7 d时,纳米Fe₃O₄对阿特拉津和2,4-D的降解率分别为37.3%、34.4%,微米Fe₃O₄对阿特拉津和2,4-D的降解率分别为28.6%、25.6%。纳米Fe₃O₄对阿特拉津和2,4-D的降解率高于微米Fe₃O₄,其可能原因是:纳米Fe₃O₄的比表面积远大于微米Fe₃O₄,比表面积越大,越容易接触阿特拉津和2,4-D,使其快速脱氯降解。3.采用纳米Fe₃O₄/微生物联合体系降解水溶液中阿特拉津和2,4-D,考察了各种不同因素对降解效果的影响。结果表明:纳米Fe₃O₄/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津的降解率显著高于纳米Fe₃O₄或微生物单一体系,纳米Fe₃O₄和微生物之间对阿特拉津和2,4-D降解存在显著的协同效应。阿特拉津和2,4-D初始浓度在0～10 mg·L^-1范围内、纳米Fe₃O₄投加量在0～200 mg·L^-1、微生物接种量在0～12 mg·L^-1,阿特拉津和2,4-D的降解率随其初始浓度、纳米Fe₃O₄投加量和微生物接种量的增大而增加。溶液pH值3.0左右、阿特拉津和2,4-D初始浓度10 mg·L^-1、微生物接种量12 mg·L^-1、纳米Fe₃O₄投加量200 mg·L^-1,是反应的最佳条件,此实验条件下反应7 d,阿特拉津和2,4-D的残留率分别为54.0%和35.7%。4.纳米Fe₃O₄与微生物之间的协同作用机理是:纳米Fe₃O₄能够刺激微生物的生长;阿特拉津和2,4-D还原脱氯形成的中间产物可以进一步被微生物降解。实验结果表明,纳米Fe₃O₄协同微生物体系中降解菌生长的OD₆₀₀值为3.69,单一体系中为3.01,纳米Fe₃O₄的存在明显有利于降解菌的生长。反应5 d时,纳米Fe₃O₄协同降解菌对水溶液中2,4-D和中间产物2,4-DCP的降解率分别为40.2%、48.3%;相应地,降解菌生长的OD₆₀₀值分别为3.40、3.55。中间产物2,4-DCP比2,4-D更易于被微生物降解。5.采用纳米Fe₃O₄协同微生物降解土壤中阿特拉津和2,4-D。结果表明:阿特拉津和2,4-D在土壤中的降解符合一级动力学方程,不同类型土壤中的降解速率不同。阿特拉津在红壤、黄褐土、砂姜黑土中的自然降解半衰期（t1/2）分别为50.6 d、157.5 d、173.3 d,投加单一纳米Fe₃O₄后的半衰期分别为37.5 d、110.0 d、63.0 d,投加单一降解菌后的半衰期分别为27.4 d、66.6 d、32.4 d,同时投加纳米Fe₃O₄与降解菌后的半衰期则分别为27.0 d、60.8 d、50.6 d。2,4-D在红壤、黄褐土、砂姜黑土中的自然降解半衰期（t1/2）分别为48.8 d、73.7 d、108.3 d,投加单一纳米Fe₃O₄后的半衰期分别为43.3 d、64.8 d、55.4 d,投加单一降解菌后的半衰期分别为36.9 d、60.3 d、32.2 d,同时投加纳米Fe₃O₄与降解菌后的半衰期则分别为34.3 d、31.6 d、39.6 d。纳米Fe₃O₄协同微生物体系对阿特拉津和2,4-D的降解效果明显优于纳米Fe₃O₄或微生物单一体系,纳米Fe₃O₄与降解菌之间对阿特拉津和2,4-D降解存在明显的协同效应。