本文研究了粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的吸附与降解效果。采用振荡平衡法,研究了阿特拉津在粘土矿物上的吸附-解吸特性,运用红外光谱(FTIR)技术分析其吸附机理;并利用粘土矿物特殊的层间结构和巨大的比表面积,将筛选到的阿特拉津降解菌固定;结合环境扫描电镜(ESEM)分析,观察附着在粘土矿物颗粒上微生物的生长情况;应用固定化微生物对土壤中阿特拉津进行降解;通过分析载体颗粒与固定化微生物间的相互关系,揭示载体吸附与生物降解的协同作用机理。研究结果将为农田农药污染的生物修复提供理论基础,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.采用批量平衡实验,研究了纳米粘土矿物、原粘土矿物以及不同类型土壤对除草剂阿特拉津的吸附-解吸特性。结果表明:粘土矿物以及土壤对阿特拉津的吸附-解吸均能用Freundlich方程很好地拟合。随着溶液中阿特拉津浓度的增加,粘土矿物对阿特拉津的吸附量增加;粘土矿物粒径越小,吸附量越大,纳米粘土矿物的吸附量显著大于原粘土矿物。粘土矿物对阿特拉津吸附量大小顺序为:纳米SiO2>纳米蒙脱石>凹凸棒石>蒙脱石>SiO2。粘土矿物对阿特拉津的解吸表现出一定的滞后效应,吸附的阿特拉津难以脱附。蒙脱石、纳米蒙脱石、SiO2、纳米SiO2以及凹凸棒石对阿特拉津的平均解吸率分别为8.58%、23.28%、44.32%、20.03%、33.44%。阿特拉津在土壤中的吸附量远小于粘土矿物,土壤类型不同,阿特拉津的吸附量不同。土壤对阿特拉津吸附量大小顺序为:红壤>砂姜黑土>黄褐土。阿特拉津在土壤中的吸附受土壤理化性质的影响,有机质含量较高的红壤,对阿特拉津的吸附能力较强。2.从农药厂污泥中筛选到一株阿特拉津高效降解菌,结合生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16S rDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp.。该降解菌株在48 h达到对数生长期,对阿特拉津的降解率为47.08%。经过优化培养基成分、改变培养条件和选择接种量后,菌种的生物量明显提高。当接种量为4%时,菌种的生长量最大,48 h时OD600达到3.97;培养液pH=8时菌种生长效果较好,48 h时OD600值达到2.79;采用6 g?L-1的甘油作碳源,培养基其他组分浓度为普通培养基的2倍时,48 h时OD600值达到3.50;培养24 h后加入4 mL新鲜的培养基,菌种的生长效果最佳,48 h时OD600值达到3.46。故当接种量为4%、培养液pH=8、培养24 h后加入4 mL新鲜培养基时,菌种的生长效果最佳。3.以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津。结果表明:该阿特拉津降解菌在粘土矿物上生长良好,48 h达到对数生长期;接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物固定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物。用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同。当投加同样菌体数量时,培养28 d的砂姜黑土中,只投加游离菌处理,阿特拉津降解率为42.47%;投加蒙脱石、纳米蒙脱石以及凹凸棒石固定化降解菌处理,阿特拉津降解率分别为52.16%、63.97%、65.78%;而不投菌的对照,阿特拉津降解率仅为29.16%。对于黄褐土,只投加游离菌处理,阿特拉津降解率为46.19%;投加蒙脱石、纳米蒙脱石以及凹凸棒石固定化降解菌,阿特拉津降解率分别为59.28%、63.91%、65.16%;不投菌的对照,阿特拉津降解率为30.63%。对于红壤,只投加游离菌处理,阿特拉津降解率为56.31%;投加蒙脱石、纳米蒙脱石以及凹凸棒石固定化降解菌,阿特拉津降解率分别为68.03%、76.59%、72.09%;不投菌的对照,阿特拉津降解率为41.47%。阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期(t1/2)分别为36.9 d、49.1 d、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3 d、25.3 d、21.7 d。