译文--铅污染土壤的生物修复

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1、PDF外文：http:/ of Hazardous MaterialsB134 (2006) 268276 1 铅污染土壤的生物修复   实验室进行了利用培养好的 白腐菌 和 秸秆对被铅污染的土壤进行生物修复模拟。监测了土壤的 pH 值，铅浓度，土壤微生物，微生物代谢商，微生物商和微生物生物量 C 和 N 的比值。以上指标用来学习土壤中铅的强度和微生物在生物修复过程中的影响。研究表明被施以 白腐菌 和秸秆的土壤含有更低的可溶性交换铅，更低的生物商和生物量 C 和 N 的比值（ 0 mg /kg干土， 1.9 mg CH2-C， 生物量 C 和 4.9 在 60 天时），和更高的微生物

2、生物量和微生物代谢商（ 2258 mg /kg 干土和 7.86% 在第 60 天）。另 外，在 logistic等式中的动力参数是用 BIOLOG 数据进行计算。对动力参数进行分析后，就能得到一些微生物群的微生物量的信息。所有数据显示含铅土壤的生物利用度被减少，这样潜在铅的强度被缓解，并且土壤微生物影响和微生物群的微生物量有所提高。   1. 简介   土壤中的重金属是最常见的环境污染。铅被认定是所有重金属中危害最为严重的。铅污染的主要来源是采矿、冶炼、含铅汽油、污水污泥、废弃电池以及其他含铅产品。这些种类繁多的铅来源导致土壤中含铅量偏高。 Linet al 的报道指出在

3、瑞典 Falun 西南部大量工厂废物聚集地，土 壤含铅量超 1000 mg /kg。 Buatier et al.指出在法国一个污染地，地表铅浓度达到 4602670 mg/kg。铅的毒性和生物利用度受土壤 pH、氧化还原和铅种类的影响。土壤中的含铅化合物主要通过可交换物、碳酸盐类、 Fe/Mn 氧化物有机物和残留态流失。可溶性可交换状态铅的最大危害是铅非常容易浸入地下水，地表以及农作物。然而铅在有机物和残留状态却无害，这是由于有机健的强度和硫化物，特别是在重污染土壤中。因此，相对其他状态下的铅，铅在可溶状态时对环境，生态和人类更加有害。这样怎样减小土壤中铅变为 可溶状态是值得关注的。 &nb

4、sp;相比传统的物理化学方法，生物修复是一种既不会加剧其他污染又能有效修复污染甚至还原土壤原先状态的技术。之前的研究着重于物理方法研究含重金属土壤的微生物。然而没有可用的信息用于向含稳定金属污染的土壤 2 微生物接种。但是重金属是非降解性污染并且很难在一些情况下用一般方法移除，因此总金属量很难大量减少。为了阻止金属离子从土壤进入食物链或地下水，要添加微生物吸附和积累金属离子作用于土壤中的固定污染金属。之前的研究表明 白腐菌 能够很好地吸收来自他稀释的金属和少量铅离子的转移。 白腐菌 中能够积累在其细胞内 的金属离子摄取。正如大多数研究者所说，也可以与活跃细胞（包括死细胞）壁表面的官能团羧基，基

5、或其他金属离子结合。同时， 白腐菌 能够在固体和液体环境中以及营养不足的环境中成长。所以它能适应各种复杂的污染环境并且比其他微生物成长更好。  此研究的目标是种 白腐菌 和秸秆在含铅土壤中去减少可溶的铅并提高生物活性。系统分析了生物修复过程中的铅含量和微生物指标的变化，数据用来评估由孵化和无接种 白腐菌 中的铅污染土壤的修复效果。这些结果预计对减轻金属污染土壤接种 白腐菌 和秸秆对环境的影响提供有益的参考。   2. 材料和方法   2.1 微生物准备  采用白腐担子菌和含有 BKM-F-1767 的 白腐菌 。备用种在 4 的条件下被保存在麦芽分解琼脂

6、斜面上。在无菌蒸馏水中制备孢子悬浮液。测量真菌浓度并将其调整至 2.0 106 CFU ml1。   2.2 土壤性质和孵育  在中国长沙岳麓山人迹罕至的山坡上，大量砾石和有机肥料被移除的地下 100cm 处收集未受污染的土壤。土壤是自然风干并通过 2mm 尼龙网，它的主要物理化学性质如下： 39%的粘土，含有 0.83%有机碳 ， N 总量为 0.059%，  PH 值为 4.9， 总的 Cu， Cd， Pb 分别为 11.5， 0 和 17.9 mg/ kg。然后土壤和Pb(NO3)2 溶液混合，为了增加含 400mg Pb2+的孵育 5 周的干土，这样刺激含

7、铅土壤成为相对稳定的状态。   2.3 实验设计  实验仪器包括试验用反应堆，二氧化碳移除器，加湿器，和降解产生的二氧化碳收集器。吹风机用于空气流动，空气流动由流量计控制在 0.1 m3/h。 3 空气流过 2M 的氢氧化钠时二氧化碳被移除。含纯净水的加湿器被用来阻止任何碱性溶液进入反应器，并能够增加进入空气的湿度。反应器是 5L 的玻璃密闭瓶。被加湿无二氧化碳的空气从底部的塑料孔进入反应器。氢氧化钠中的二氧化碳每三 天更新一次。准备两组相同的实验仪器并标明 A 和 B。每组反应器加入 1.5Kg 之前准备的土壤。每组反应器放入等量的秸秆，其和土壤的比值为 1:6,此混合物

8、要被调整至 60%的含水量。上述准备的孢子悬浮液要按 1:2 的重量比接种在 B 反应器中， A 不需要接种。 A 中不含 白腐菌 污染的土壤被添加的秸秆孵育，而 B 中含 白腐菌 接种污染的土壤菌和秸秆被孵育。剩余的秸秆提高了土壤孔隙度使其有更好的通风并提供必要的代谢底物营养物质的微生物。多余的反应控制器中有土壤和 白腐菌 ，并标为 C。在准备一个反应器 D，其中放入不接种也无秸秆的受污染的土壤。这 样两组可以更好地看出内在固定土壤中铅的指标。两种土壤都要培养 60 天。   2.4 土壤 pH 和铅的确定  土壤 pH 用摇晃 30 分钟 1:10 的水进行测量。铅的

9、5 个分数用一下表示：  （ i）  可溶性交换： 1g 干土和 8ml 的 1 M MgCl2 (pH=7.0)分解 1 小时。  （ ii）  碳酸类：（ i）中的残留物和 pH 为 5 的 1 M 的 NaOAc 分解 5 小时。  （ iii）  Fe-Mn 氧化物 : (ii)中的残留物和 0.04 M NH2OHHCl 分解 6 小时。  （ iv）  有机物：（ iii）中残留物被加入 0.02M HNO3 和 30% H2O2，用 HNO3将 pH 调为 2，混合液加热至 85C 并保持两小时。再加

10、入 3ml 过氧化氢。  （ v）  残留态：减去其他四步所有的铅就是残留的铅。   2.5 微生物生理指标分析  这部分可以提供土壤中微生物化学的信息。和微生物 C(Cmic)的测量是用样品的熏蒸。土壤 qCO2 是土壤产生二氧化碳和 Cmic 的比值。二氧化碳的产量是用测量的。样品置于 80 度烤箱中烘干，然后移至 550C 排气管 5小时。碳键可以通过在点火时失去的重量被估测。微生物商是 Cmic 与  Corg的比值。   2.6 BIOLOG 菌落生理分析  Kell 和 Tate 评估土壤微生物群落代谢多样性的潜在使用结构 BIOLOG。