表面活性剂对PAHs微生物界面行为的影响及调控机制

论文摘要

表面活性剂增效生物修复（SEBR）是最具发展潜力的有机污染土壤修复技术之一。人们研究发现表面活性剂能增溶洗脱、促进微生物降解有机污染物,强化修复有机污染土壤。但迄今表面活性剂对污染物的土-水界面,特别是微生物-水界面行为的调控及其机制仍不完全清楚。为此,本文在评述微生物降解土壤有机污染物相关界面行为的基础上,研究了表面活性剂对多环芳烃(PAHs1在土壤-溶液-细菌等界面迁移转化行为的影响及调控机制,试图为发展经济高效的有机污染土壤修复技术提供科学依据。论文取得了一些有价值的结果：（1）发现鼠李糖脂-Tween80混合表面活性剂能协同增强洗脱土壤中PAHs,其洗脱效率和速率与混合表面活性剂组成相关,质量比1:9的鼠李糖脂-Tween80对土壤中菲和芘的最大洗脱效率分别是单一表面活性剂之和的1.16和1.19倍；达到相同洗脱效果（约60%）,混合表面活性剂的用量仅为单一表面活性剂的三分之一；混合表面活性剂还能显著降低阴离子表面活性剂的生态毒性。（2）阐明了表面活性剂增强细菌（Klebsiella oxytoca PYR-1）表面吸附是促进PAHs降解的前提,降解率增加值（Bd*/Bd）与细菌吸附系数增加值（Kd*/Kd）呈线性正相关：Bd*/Bd=0.636Kd*/Kd+0.390（P<0.0001）.揭示了表面活性剂促进细菌吸附PAHs的作用机制,即表面活性剂分子吸附在细胞表面亲/疏水点位,改变细胞表面疏水性,提高了菌体吸附PAHs的能力；其程度与表面活性剂的HLB值相关,随HLB值减小（烷基链增大）,新增疏水点位对芘的分配能力越强。（3）揭示了表面活性剂对细菌细胞膜性质及PAHs跨膜传输的影响。发现Tween80等表面活性剂可诱导细胞膜不饱和脂肪酸含量的增加,提高细胞膜通透性,有利于PAHs的跨膜传输；而Triton X-100则会破坏细胞的完整性,影响其正常功能。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第一章 表面活性剂增效微生物修复有机污染土壤研究进展
• 1 土壤有机污染
• 2 有机污染土壤修复技术
• 3 微生物降解土壤HOCs的界面行为及表面活性剂的影响
• 3.1 土壤-溶液界面的脱附行为
• 3.2 溶液-细菌界面迁移行为
• 3.3 跨膜行为
• 3.4 胞内降解
• 4 本论文的研究目标及思路
• 第二章 鼠李糖脂-Tween 80对PAHs土-水界面脱附的影响
• 1 实验部分
• 1.1 实验材料与仪器
• 1.2 实验方法
• 1.3 分析方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 混合表面活性剂增强洗脱土壤PAHs
• 2.2 混合表面活性剂的细菌毒性
• 3 小结
• 第三章 表面活性剂对细菌吸附PAHs的影响及机制
• 1 实验部分
• 1.1 实验材料与仪器
• 1.2 实验方法
• 1.3 分析方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 细菌对PAHs的吸附
• 2.2 表面活性剂对细菌吸附PAHs的影响
• 3 小结
• 第四章 表面活性剂对PAHs跨膜传输的影响
• 1 实验部分
• 1.1 实验材料与仪器
• 1.2 实验方法
• 1.3 分析方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 表面活性剂对细菌细胞膜渗透性的影响
• 2.2 表面活性刻对细菌细胞完整性的影响
• 2.3 脂质体（Hposome）模拟细胞膜传输PAHs
• 3 小结
• 第五章 研究结论、创新点及展望
• 1 研究结论
• 1.1 混合表面活性剂协同增强洗脱土壤中PAHs
• 1.2 表面活性剂调控细菌吸附PAHs及其机制
• 1.3 表面活性剂增强PAHs跨膜传输
• 2 创新点
• 3 展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间完成的学术论文