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有机氯农药DDT由于具有高毒性和高残留,在土壤中难降解,残留时间长,造成农业生态失衡并危害人体健康。微生物和植物修复具有成本低、工艺简单、不易造成二次污染的特点。然而,单一的微生物修复或者植物修复都具有一定的局限性。微生物.植物联合修复可以取长补短协同作用,因此,具有降解效率高、时间短、成本低、易操作等优点,已经成为一种经济有效的修复污染土壤的方法。
本实验采用批试验的方法研究了白腐菌-游离漆酶联合修复土壤DDT污染。探讨了不同加菌量、土壤微生物、不同试验温度、土壤pH、不同污染水平和重金属离子镉等因素对白腐菌-游离漆酶联合修复土壤DDT污染的影响,并研究了以上不同条件下白腐菌-游离漆酶联合降解土壤中DDT的动力学。实验结果表明:
(1)在不同加菌量条件下,按先后次序添加5 mL/15 g土白腐菌和6 U/g土漆酶时,DDTs的降解率最高,达到66.82％。而添加10 mL/15 g土白腐菌和6 U/g土漆酶时,DDTs的降解率为55.91%,添加15 mL/15 g土白腐菌和6 U/g土漆酶时,DDTs的降解率为50.62%,同时发现添加10 mL/15 g土白腐菌和6 U/g土漆酶的与添加15 mL/15g土白腐菌和6 U/g土漆酶的DDT降解率差异较小。因此,5 mL/15 g土白腐菌和6 U/g土漆酶是DDT污染土壤的最佳加菌量。
(2)在非灭菌土土壤条件下,白腐菌.游离漆酶对DDT的降解率达到68.63%;而在灭菌土土壤条件下,降解率达到70.17%。数据分析结果表明微生物对于白腐菌-游离漆酶联合修复土壤DDT污染的影响差异不显著。
(3)在28℃、23℃、33℃、38℃和43℃下,菌-酶联合降解污染土壤中DDTs的降解率分别为:75.12%、69.65%、67.24%、64.78%和53.85%。其中,28℃下降解效果最好,此时DDTs浓度从初始的4.362 mg/kg降低到1.085 mg/kg。数据分析结果表明试验温度对白腐菌-游离漆酶联合修复DDT污染土壤的影响有显著性差异。
(4)在土壤pH分别为2.5、3.5、4.5、5.5和6.5时,菌-酶联合降解污染土壤DDTs的降解率分别为:70.42%、76.02%、79.19%、73.29%和67.25%。采土壤pH范围在3.5-5.5间菌-酶处理效果较好,pH4.5时处理效果最好,此时DDTs浓度从初始的4.364mg/kg降低到0.908 mg/kg。数据分析结果表明土壤pH值对白腐菌-游离漆酶修复DDT污染土壤的影响差异不显著。
(5)土壤重金属镉离子浓度分别为0 mg/kg、0.5 mg/kg、1 mg/kg和2 mg/kg时,菌-游离漆酶联合降解土壤中DDTs降解率分别为69.78%、56.16%、33.69%和27.90%。白腐菌-游离漆酶联合对Cd2+-DDT复合污染土壤的降解率随着镉离子浓度的增大而减小。金属离子Cd2+对白腐菌-游离漆酶联合修复DDT污染土壤的影响具有显著性差异。
(6)土壤DDT污染水平分别为5 mg/kg、2.5 mg/kg和1 mg/kg时,白腐菌-游离漆酶联合采用降解土壤中DDTs的降解率分别为:68.60%、55.028%和41.798%。DDT污染的水平对白腐菌-游离漆酶联合降解影响有显著性差异。
(7)白腐菌-游离漆酶联合修复土壤DDT污染的动力学研究结果表明,在上述所有不同试验条件下白腐菌-游离漆酶联合对DDT的降解反应都符合一级动力学特征。
白腐菌-游离漆酶联合修复土壤DDT污染DDTs降解率最高达到79.19%,而单一微生物修复的土壤DDT污染DDTs降解率最高为52.85%,单一漆酶修复土壤DDT污染DDTs降解率为51.49%,因此,白腐菌.游离漆酶联合修复土壤DDT污染效率更高。