铁改性生物炭-凹凸棒石载体固定化菌剂制备及其对氯苯污染土壤修复作用

文献类型： 中文期刊

第一作者： 李文章

作者： 李文章;胡亚茹;李法云;王玮;张继宁;郭琴

作者机构：

关键词： 生物炭;微生物;固定化菌剂;氯苯;生物修复

期刊名称： 生态环境学报

ISSN： 1674-5906

年卷期： 2024 年 33 卷 011 期

页码： 1782-1791

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 氯苯是有机化工行业重要的中间体和有机溶剂,经生产、运输过程泄漏以及末端违规排放而迁移至土壤,严重威胁生态环境和人体健康.氯苯对土壤的污染状况及绿色高效修复一直是环境领域的热点问题.微生物修复技术具有能耗低、绿色无二次污染等优点,但其在污染土壤中的实践往往面临菌株存活能力差、降解效率低等关键技术难题.生物炭可作为载体固定化高效降解微生物,但其性能常受到比表面积、官能团等因素制约.将硫酸铁、凹凸棒石和芦苇秸秆以 1?2?10 的比例均匀混合后在 500℃条件下无氧热解 2 h,对芦苇生物炭进行改性以提高其对降解微生物的固定能力.进一步优化了载体固定化铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa W3的条件,制备铁改性生物炭-凹凸棒石载体固定化菌剂(BFAT@W3),并将其应用于污染土壤修复.结果表明,经硫酸铁和凹凸棒石改性后的生物炭比表面积(210.7 m2·g-1)和孔体积(0.13 cm3·g-1)较高,官能团种类丰富.固定化降解微生物的最佳条件为吸附温度 37℃、吸附时间 16 h、载体投加量 15 mg·mL-1,此条件下固定的有效活细胞浓度为 2.10×109 cell·g-1.在实际氯苯污染土壤中,投加比例为 3?100 的BFAT@W3 材料对氯苯去除率较高(83.4%),较相同比例的W3 提高了 18.6%.16S rRNA高通量测序结果显示,3?100 的BFAT@W3 能有效增加土壤中变形菌门(Proteobacteria)和假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度,相较于同比例的W3 处理组分别提高了 41.3%和 36.7%,增强了降解微生物在土壤群落中的竞争优势.该研究通过制备性能良好的铁改性生物炭-凹凸棒石载体固定化高效降解菌剂,可为氯苯污染土壤的生物修复提供技术支撑.

分类号： X53%TQ413

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