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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
被引量：
1
1
作者
李文章
胡亚茹
+3 位作者
李法云
王玮
张继宁
郭琴
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第11期1782-1791,共10页
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...
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2h,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 aeruginosaW3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 m^(2)·g^(-1))和孔体积(0.13 cm^(3)·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16h、载体投加量15mg·mL^(-1),此条件下固定的有效活细胞浓度为2.10×10^(9)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。
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关键词
生物炭
微生物
固定化菌剂
氯苯
生物修复
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职称材料
题名
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
被引量：
1
1
作者
李文章
胡亚茹
李法云
王玮
张继宁
郭琴
机构
上海
应用技术大学生态技术与
工程
学院
美丽中国与生态文明研究院(
上海
高校智库)
上海城
市路域生态
工程
技术研究中心
上海
市农业科学院生态环境保护研究所
上海城建水务工程有限公司
出处
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第11期1782-1791,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2020YFC1808802)
上海市青年科技英才扬帆计划项目(21YF1446500)
+1 种基金
上海市地方能力建设计划项目(20090503200)
上海应用技术大学引进人才科学研究项目(YJ2023-26)。
文摘
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2h,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 aeruginosaW3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 m^(2)·g^(-1))和孔体积(0.13 cm^(3)·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16h、载体投加量15mg·mL^(-1),此条件下固定的有效活细胞浓度为2.10×10^(9)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。
关键词
生物炭
微生物
固定化菌剂
氯苯
生物修复
Keywords
biochar
microorganisms
immobilized bacterial agent
chlorobenzene
bioremediation
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
TQ413 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
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
李文章
胡亚茹
李法云
王玮
张继宁
郭琴
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024
1
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