论文部分内容阅读
随着城市化水平的加快和城市污水处理事业的发展,城市污泥产生量急剧增加。由于缺乏合理有效的管理方法和处理处置技术,大量城市污泥只能临时堆放,尤其在一些矿区废弃坑中的堆放问题更加突出,由此引发的二次污染给环境带来了巨大的危害。并且已有研究表明城市污泥多环芳烃(PAHs)污染存在较大的安全隐患。另外,采矿过程中产生的尾矿砂大多随处堆放,不仅占用大量土地,长期堆放还可能形成一定程度的环境污染。基于此,为了污泥和尾矿砂的综合利用,研究现存的矿区污泥和尾矿砂的多环芳烃(PAHs)污染的植物修复,可以为指导矿区生态环境的恢复及减少污泥多环芳烃的污染提供科学理论依据,并具有较为重要的实际应用价值。本研究选用无芒雀麦和紫花苜蓿两种植物,采用温室盆栽试验方法,应用气相色谱-质谱联用(GC-MS)和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)等技术研究了牧草对污泥、尾矿砂不同组合多环芳烃(PAHs)的耐抗性和修复效果及植物根区微生物菌群及酶活性的变化规律。由此,本论文得出以下主要结论:1牧草对污泥、尾矿砂不同组合多环芳烃(PAHs)的耐抗性研究随污泥多环芳烃(PAHs)含量的增加,无芒雀麦的生物量及株高逐渐增加;而紫花苜蓿在多环芳烃(PAHs)高浓度时却受到了显著的抑制。可见,无芒雀麦对污泥多环芳烃(PAHs)的耐抗性较强。2污泥、尾矿砂不同组合下牧草对污泥多环芳烃(PAHs)的修复效果在种植无芒雀麦的不同处理中,污泥PAHs总量的去除率范围为64.6%~84.3%,最高达84.3%,其中植物积累的贡献率仅占1.68%。单体苯并(a)蒽(BaA)、芴(Flu)、芘(Pyr)去除率较高。在紫花苜蓿不同处理中,污泥PAHs总量的去除率范围为21.76%~77.21%,最高达77.2%,其中植物积累的贡献率占2.13%。单体二苯并(a,n)蒽(DbA)去除率最高,去除率达91.20%~97.72%。从生物富集因子(BCF)看,无芒雀麦对PAHs的生物富集因子最大达12.95。紫花苜蓿对PAHs的生物富集因子最大为3.77。对于无芒雀麦,污泥含量100%的处理修复效果最佳,紫花苜蓿则为污泥含量50%的处理最佳。3污泥和尾矿砂不同组合下牧草修复污泥多环芳烃(PAHs)的影响机理研究对于无芒雀麦和紫花苜蓿,单一PAHs和PAHs总量与根区酶活性基本表现出显著的正相关性。不同单体PAHs之间对根区过氧化氢酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性和多酚氧化酶表现出了不同程度的拮抗或协同作用。对于无芒雀麦,根区微生物菌群优势度在污泥PAHs总量为1822μg/kg时达最大。在污泥PAHs总量为1372μg/kg时紫花苜蓿根区优势度达最大。DGGE图谱发现,中高污泥处理紫花苜蓿和无芒雀麦根区均有特异的微生物。