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环境污染往往不是单一的污染,工业排放、农业污染以及城市垃圾导致了重金属和多环芳烃(PAHs)先后或者同时进入自然环境,形成了重金属和PAHs的复合污染。微生物修复克服了传统物理化学修复手段效果差,容易引起环境二次污染等缺点,具有良好的应用前景。随着污染土壤生物修复技术的深入发展,微生物胞外聚合物(EPS)在修复过程中的重要作用的引起了众多研究者的重视。 目前有很多研究学者对EPS在微生物降解多环芳烃领域和修复重金属污染领域的作用投入大量研究,但是关于重金属-PAHs复合污染体系中,重金属胁迫对微生物EPS的特征的影响及其与PAHs降解效果的关系尚不明确。针对以上不足,本课题通过在重金属胁迫下,研究PAHs高效降解菌毛霉EPS的相关性质并对其表征以及分析PAHs的降解率,进而阐明重金属胁迫下,PAHs高效降解菌EPS的亲疏水性变化机理,以及评价在复合污染条件下PAHs的微生物降解效果。本文主要研究内容有以下三个方面: (1)重金属离子Cu2+、Pb2+胁迫下,对毛霉EPS的产生量(以TOC作为表征值)、多糖含量(PS)、蛋白质含量(PN)、表面张力、乳化指数以及zeta电位等理化性质进行表征,阐明EPS性质改变对毛霉降解PAHs的效果的影响。实验结果表明,在重金属离子胁迫下毛霉EPS产生量、多糖成分含量、蛋白质含量、表面张力、乳化指数和Zeta电位的数值都优于未添加重金属离子时的数值,其中最大数值分别达到了706.4mg/L、1.035mg/L、0.907mg/L、57.63mN/m、44.5%和-26.21mV。而且在Cu2+胁迫下EPS各理化性质的变化要比Pb2+胁迫下的更加明显。 (2)重金属离子Cu2+、Pb2+胁迫下,进行液相、土壤介质中毛霉对芘的降解实验,研究重金属胁迫对毛霉对PAHs降解能力的影响。实验结果表明,在水体培养降解模拟实验中,毛霉降解芘7d左右即可达到稳定,且重金属的胁迫促进了毛霉对芘降解效果,降解率提高25%左右;在污染土壤模拟降解实验中,毛霉对芘的降解在42-56d内达到稳定,重金属胁迫促进了毛霉对芘的降解,降解率提高了10%左右。 (3)重金属离子Cu2+、Pb2+胁迫下,环境其他因素:外加碳源和环境pH值来的改变对毛霉降解芘效果的影响。研究表明,环境中外加碳源和环境pH值改变会对降解结果产生显著影响。在水体降解实验中2%的外加碳源会促进降解,5%的外加碳源会抑制降解,在土壤降解实验中,2%和5%的外加碳源均会促进降解;pH值偏碱性时促进降解,偏酸性时会抑制降解效果。