③发现了固定化微生物的理想载体配比,提出了吸附和包埋两种固定化工艺,取得了优化的工艺参数,探索了生物降解多环芳烃的工艺路线和技术参数。经理想载体固定化的细菌和真菌,对PAHs的降解效率分别提高10-30%。该技术适合于污染土壤的原位修复,也适用于异位修复。
(4)深入研究了污染土壤中多环芳烃生物的降解机理和反应历程,筛选出了一些用于不同分子量多环芳烃降解的共代谢底物,可望在此基础上提出污染土壤中典型污染物转化机制。
(5)开展了采用物理、化学方法修复污染土壤研究。针对高分子量多环芳烃生物难以降解的特点,同德国柏林工业大学合作,突破了食物油同多环芳烃分离的难点,实现了用食物油淋洗方法对多环芳烃污染土壤的高效修复,筛选出多种用于重金属污染土壤与河渠底质修复的淋洗剂,建立了重金属污染土壤淋洗修复的系统工艺, 为重金属污染土壤的高效修复提供了一条新途径。
(6)采用特异性引物,以菲、芘降解菌的代谢质粒为模板,扩增出邻苯二酚双加氧酶基因并获得高效表达的转化子,证明转化子的C230蛋白不仅在细胞内存在,而且能被分泌到胞外,为工程菌的构造奠定了基础。
3 污染土壤修复的研究趋势与展望
3.1 当前污染土壤修复研究的重点
我国土壤污染的程度及其危害已十分严重。在现有基础上进一步深入开展污染土壤修复理论与技术研究,建立符合我国实际的污染土壤修复体系,不仅可使我国环境科学与技术研究同国际前沿接轨,而且更可为我国大面积污染土壤的有效修复提供技术支持,具有重要的理论与实践意义。针对土壤复合污染的实际,当前研究的重点应集中在生物修复技术的关键技术与生物方法同物理化学方法的结合上。
(1)复合污染土壤的溶剂淋洗/萃取-微生物修复
筛选萃取剂,包括微生物菌液生物萃取剂、有机萃取剂、无机萃取剂、植物油脂萃取剂,并比较其对有机、无机污染物的萃取效果。
研究土壤类型及理化性质对萃取效果的影响;不同萃取剂对不同类型污染土壤的修复效果,污染物从土壤向萃取液的转移过程。
对于长期污染土壤,研究封锁与陈化程度对萃取的影响,不同萃取液和表面活性剂对土壤闭锁污染物的活化和修复效果。
微生物方法作为萃取修复后续修复的可行性,包括土壤残余萃取剂对微生物活性和修复效果的影响,萃取过程对残余有机污染物生物可给性的效应,萃取工艺和生物修复工艺的最佳偶合方式。
(2)优势降解微生物与土著微生物共存条件与固定化方法
研究引进微生物同土著微生物的竞争机制和引进微生物的退化原因,探讨引进微生物同土著微生物稳定的共存条件和生态环境的调控因子。
将微生物细胞和酶固定化方法应用于污染土壤修复,研究用于有机复合污染土壤原位修复和异位修复的细胞固定化方法,筛选适用的固定化载体,比较复合污染条件下微生物的固定方式。
研究固定化条件下微生物的形态学与生理学特性,分析固定化介质中污染物扩散以及同微生物作用的过程,建立微环境下生物膜反应动力学模型。
研究加氧酶、过氧化物酶、漆酶及其固定化在难降解有机物污染修复中的作用,探讨其最佳固定化条件、催化活性、抗逆性以及在厌氧与兼性条件下对有机氯和多环芳烃的修复效果。研究过氧化酶催化修复土壤污染的最适环境条件。
(3)高分子量多环芳烃与有机氯的光降解与生物修复联合作用机理
研究不同光谱对土壤多环芳烃和多氯联苯降解效果差异,光源和光照强度对多环芳烃降解效果的影响,不同分子量多环芳烃和多氯联苯对光降解的敏感程度,土壤介质中多环芳烃等污染物光降解的反应动力学与主要中间产物,土壤矿物对光降解的催化作用与调控。