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二苯砷酸(Diphenylarsinic acid,DPAA)是含砷化学武器泄漏后经水解氧化生成的新型环境污染物,因其化学性质稳定、不易降解、生物毒性强,且可通过食物链富集,进而严重威胁着土壤和地下水环境安全与人体健康。因此,亟需开展化学武器残留区DPAA污染土壤的控制修复机理与技术研究。微生物修复因具有成本低、修复面积广和不易造成二次污染等优点,已被广泛应用于有机污染土壤和地下水的修复治理中,但目前国际上有关DPAA污染土壤和地下水微生物修复的研究仍有限。本研究从实验室已保藏的3株微生物菌种资源中筛选获得了一株可好氧降解DPAA的菌株,分别通过外加碳源进行共代谢降解和采用化学诱变剂亚硝基胍(NTG)对菌株进行化学诱变,进一步提高了降解菌对DPAA的降解效率,并了解了降解菌对DPAA的降解动态特征与代谢中间产物。最后,以红壤和黑土为供试土壤,采用土壤微域实验,通过接种强化的DPAA高效降解菌,研究了降解菌对受DPAA污染土壤的修复潜力,分析了其在DPAA污染土壤修复领域的应用前景。以上研究为我国DPAA污染土壤的微生物修复技术研发提供了菌株资源和科学依据。 本研究取得的主要结论如下: (1)对三株供试菌株的DPAA降解能力试验的结果表明:三株菌均不能利用DPAA作为唯一碳源和能源生存;添加蔗糖为共代谢基质时,只有菌株RC6b对DPAA的降解率显著提高(14%左右),确定了菌株RC6b为DPAA降解菌。 (2)在外加共代谢基质的条件下,菌株RC6b能够有效降解溶液中DPAA。分别添加蔗糖、葡萄糖和乙酸钠为外加碳源,培养28 d后,菌株RC6b对溶液中DPAA的降解率分别达到14.08%、15.21%和15.05%,不同碳源之间无显著差异。 (3)采用亚硝基胍为诱变剂对菌株RC6b进行化学诱变后,所获得诱变菌株对溶液中DPAA的降解效率,与出发菌株相比,显著提高。在以DPAA为唯一碳源培养28 d后,诱变菌株N-RC6b2对DPAA的降解率最高达36.71%;降解过程中DPAA发生了单羟基化反应,生成了代谢中间产物单羟基化DPAA。 (4)土壤微域修复试验表明,接种诱变强化后的菌株N-RC6b2对DPAA污染土壤进行微生物降解修复90 d后,红壤和黑土中DPAA的去除率分别为57.72%和52.90%,土壤的AWCD值与土壤微生物群落多样性指数较对照组均有显著提高,表明污染土壤修复的微生态环境得到了有效恢复。