利用農(nóng)業(yè)廢物堆肥去除土壤中的2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚(BDE-47)
本文關(guān)鍵詞:利用農(nóng)業(yè)廢物堆肥去除土壤中的2,,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚(BDE-47),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:多溴聯(lián)苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)是指一系列持久性有機(jī)污染物,其通常作為溴代阻燃劑被添加在產(chǎn)品中。而2,2',4,4'-四溴聯(lián)苯醚(2,2',4,4'-tetrabrominateddiphenyl ether,BDE-47)作為多溴聯(lián)苯醚主要組成成分,由于其廣泛存在于土壤中并由此產(chǎn)生危害,引起了人們廣泛的重視。本文利用農(nóng)業(yè)廢物好氧堆肥研究了其對(duì)四溴聯(lián)苯醚污染土壤的生物修復(fù)過(guò)程。結(jié)合多種理化參數(shù)評(píng)價(jià)了添加BDE-47對(duì)好氧堆肥過(guò)程、以及微生物群落組成的影響。實(shí)驗(yàn)選用稻草秸稈、菜葉、麩皮等農(nóng)業(yè)廢物和土壤作為堆肥原料,設(shè)置了含BDE-47(初始濃度為0.366mg/kg)和未受BDE-47污染的2個(gè)堆肥體系,以及一個(gè)模擬自然狀態(tài)下含BDE-47(初始濃度為0.369 mg/kg)的土壤體系。經(jīng)過(guò)45 d的堆肥化處理結(jié)果表明堆體中BDE-47的降解率達(dá)到了約15%,而在自然狀態(tài)下的BDE-47在相同時(shí)間下的降解率只有約3%。堆肥明顯提高了BDE-47降解速率,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)堆肥修復(fù)BDE-47污染土壤的目的。通過(guò)對(duì)比測(cè)得2個(gè)堆體的理化參數(shù),發(fā)現(xiàn)BDE-47污染土壤的存在對(duì)堆肥化進(jìn)程產(chǎn)生了一定的影響,含BDE-47的堆體堆肥質(zhì)量降低。此外,利用分子生物學(xué)方法中的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)考察了堆肥化生物修復(fù)過(guò)程中2個(gè)堆體微生物群落組成的變化情況:實(shí)驗(yàn)從堆肥過(guò)程中不同時(shí)段取樣,然后從獲得的堆肥樣品中提取微生物總DNA,并選擇特異性引物(細(xì)菌:GC-338F/518R和真菌:NS1/GC-Fung)對(duì)其分別進(jìn)行PCR擴(kuò)增,將PCR后的樣品進(jìn)行變性梯度凝膠電泳(DGGE),得到DGGE圖譜。將DGGE圖譜數(shù)據(jù)結(jié)合所測(cè)得的堆體理化參數(shù)經(jīng)過(guò)冗余分析(RDA)以及熱圖(heatmap)聚類分析發(fā)現(xiàn)堆肥中細(xì)菌和真菌群落的變化主要受不同環(huán)境因子影響。與堆肥過(guò)程中導(dǎo)致真菌群落的變化因素相比,細(xì)菌群落對(duì)于堆肥中添加BDE-47較真菌更加敏感,且添加BDE-47相比于其它理化參數(shù)對(duì)細(xì)菌種群的變化影響更為顯著。堆肥過(guò)程中真菌的群落變化則受堆肥過(guò)程中堆體溫度變化影響更為顯著。
【關(guān)鍵詞】:四溴聯(lián)苯醚 污染土壤 降解 堆肥 微生物群落組成
【學(xué)位授予單位】:湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X53
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-14
- 第1章 緒論14-34
- 1.1 BDE-47性質(zhì)概述14-15
- 1.2 土壤中BDE-47的研究進(jìn)展15-21
- 1.2.1 土壤中BDE-47的來(lái)源15-16
- 1.2.2 BDE-47的分布及遷移16-17
- 1.2.3 BDE-47的危害17-18
- 1.2.4 土壤中PBDEs的降解18-21
- 1.3 農(nóng)業(yè)廢物處置概述21-22
- 1.4 堆肥22-31
- 1.4.1 堆肥的基本原理22-27
- 1.4.2 堆肥化的工藝流程27
- 1.4.3 影響堆肥的因素27-30
- 1.4.4 堆肥的腐熟度30-31
- 1.5 土壤生物修復(fù)技術(shù)31-32
- 1.6 研究的目的與意義32-34
- 第2章 堆肥理化參數(shù)研究34-45
- 2.1 實(shí)驗(yàn)材料34-36
- 2.1.1 堆肥材料與處理34-35
- 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器35-36
- 2.1.3 實(shí)驗(yàn)器皿及試劑36
- 2.2 實(shí)驗(yàn)方法36-37
- 2.2.1 取樣方法36
- 2.2.2 理化參數(shù)測(cè)定方法36-37
- 2.3 結(jié)果與討論37-44
- 2.3.1 水溶性有機(jī)碳37-38
- 2.3.2 脫氧酶活性38-39
- 2.3.3 堆體溫度39
- 2.3.4 pH值39-40
- 2.3.5 含水率40-41
- 2.3.6 有機(jī)質(zhì)41
- 2.3.7 總有機(jī)碳41-42
- 2.3.8 總氮42-43
- 2.3.9 碳氮比43-44
- 2.4 小結(jié)44-45
- 第3章 BDE-47的降解45-51
- 3.1 實(shí)驗(yàn)的藥品與試劑45
- 3.2 實(shí)驗(yàn)器材45
- 3.3 實(shí)驗(yàn)步驟45-47
- 3.3.1 BDE-47污染土壤45-46
- 3.3.2 實(shí)驗(yàn)樣品預(yù)處理46-47
- 3.3.3 GC/MS檢測(cè)47
- 3.4 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與分析47-50
- 3.4.1 BDE-47的降解47-48
- 3.4.2 堆肥過(guò)程及自然狀態(tài)下BDE-47的降解48-49
- 3.4.3 堆肥理化參數(shù)與BDE-47的降解的關(guān)系49-50
- 3.5 小結(jié)50-51
- 第4章 微生物群落結(jié)構(gòu)51-65
- 4.1 實(shí)驗(yàn)步驟51-52
- 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備51-52
- 4.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑52
- 4.2 實(shí)驗(yàn)操作52-56
- 4.2.1 樣品中DNA的提取52-53
- 4.2.2 瓊脂糖凝膠電泳檢驗(yàn)53-54
- 4.2.3 細(xì)菌與真菌PCR54-55
- 4.2.4 變性梯度凝膠電泳(DGGE)55-56
- 4.2.5 數(shù)據(jù)分析56
- 4.3 結(jié)果和討論56-64
- 4.3.1 堆肥樣品總DNA提取56-57
- 4.3.2 細(xì)菌和真菌PCR57-58
- 4.3.3 細(xì)菌和真菌DGGE指紋圖譜58-60
- 4.3.4 冗余分析60-62
- 4.3.5 聚類分析62-64
- 4.4 本章小結(jié)64-65
- 結(jié)論65-66
- 參考文獻(xiàn)66-73
- 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-74
- 致謝74
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本文編號(hào):470007
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