论文部分内容阅读
环境中有机污染物从吸附剂上的脱附会影响其在环境中的迁移,化学活性和生物可降解性。脱附和生物降解两个过程都是受有机物的液相浓度控制,液相的有机物浓度既是这两个过程产生的结果,也影响这两个过程。然而,在自然环境中,由于这两个过程的相互影响,可能会导致有机污染物生物降解过程的复杂化。以往的研究主要集中在吸附对有机污染物的生物降解及生物利用度的影响,很少有人研究生物降解过程如何影响解吸过程。在本研究中,将农业土壤和黑碳(BC)两种不同的吸附剂吸附苯酚平衡后分离,每组一部分不做处理,另一部分通过加入无酚灭菌溶液脱附平衡后分离,制备得到在不同吸附位点上吸附有苯酚的两类不同类型的四种吸附苯酚的吸附剂,研究了在不同Pseudomonas putida ATCC11172菌密度条件下吸附在这四种吸附剂上的苯酚的脱附行为。结果表明,土壤及BC对苯酚的吸附均呈现明显的非线性,可用Freundlich模型描述。吸附态的苯酚能否被微生物利用取决于微生物及吸附剂的性质,黑碳具有发达的微孔结构,微孔小于假单胞菌细胞尺寸,导致假单胞菌无法直接利用吸附在黑碳上的苯酚；土壤基本无微孔结构,微生物较易与吸附的苯酚发生表面接触,直接利用吸附态苯酚。BC和土壤上的吸附态苯酚的脱附行为能用三元位点模型很好地描述,模型计算结果表明在BC的脱附系统中,随着菌密度的增加,BC上的快速脱附和慢速脱附部分增加了约2-10倍,而极慢速脱附部分减少了40-60%,脱附速率基本没有发生变化。而土壤上吸附的苯酚三个部分的比例没有发生变化,但随着菌密度的增加,相应部分的苯酚脱附速率则明显增加。这些结果表明,苯酚的三个脱附部分是受吸附剂表面结构决定的：BC上的苯酚脱附主要受慢速脱附和极慢速脱附控制,微生物降解速率受脱附控制,降解可加速BC上的慢速脱附和极慢速脱附；土壤上的苯酚脱附主要受快速脱附控制,微生物降解基本不受脱附速率限制,对土壤上的脱附行为基本无影响。本研究发现苯酚的生物可利用性取决于微生物和吸附剂的性质,由于微生物的尺寸大于微孔尺寸,导致微生物无法接近吸附态苯酚,进而导致微生物无法降解吸附态苯酚。