生物炭菌剂在盐渍化土壤多环芳烃修复过程中的作用和机制

Saline soil contaminated with PAHs seriously restricted the healthy development of Agriculture.The microbe remediation technique is routinely applied to recover soil contaminated by PAHs, however, a major limiting factors of bacterial counts and living time in saline soil are oxygen and salts, Studies show that biochar as carrier can increased counts and living time of bacteria, Now, the generative mechanism is not clear. For that reason, this project as the research object with PAHs contaminted saline soil Panjing coastal in Liaoning province, the PAHs selected asmodel pollutant compound Pyrene, peanut shells biochar as carrier, Pantoea sp. B5 as degrading bacteria. The influence of environmental factors on B5 strain with biochar, cometabolic degradation of PAHs by microbe growing on biochar substrate , adsoption and degradation of the biochar immobilized bacteria on the remediation of PAHs in saline soil be will be researched through degradation, desorption and simulation experiment.The soil Eh, soil salt, biochar component, activity of strain B5and PAHs remediation,adsoption of biochar and PAHs degradation bacteria, degradation of PAHs degradation bacteria and indigenous microorganism and PAHs remediation will be analyzed, function of biochar immobilizde bacteria in the process of PAHs remediation will be revealed, and the contribution of biochar immobilizde bacteria to PAHs remediation will be defined. The project will provide technical and theoretical support of PAHs migration in saline soil to biochar immobilized microbe.

盐渍化土壤多环芳烃污染严重影响农业健康发展。微生物是土壤多环芳烃的主要修复方式，但氧含量和盐分对降解菌在盐渍化土壤中的活性影响较大，有研究发现以生物炭为载体可提高微生物在土壤中的活性和数量，但发生机制尚不清楚。为此，本项目以滨海盐土为研究对象，芘为目标污染物，花生壳生物炭为载体，成团泛菌B5为降解菌，利用吸附、降解与室内模拟实验，研究生物炭改善土壤环境对菌株B5代谢降解多环芳烃的影响、生物炭作为菌株B5降解多环芳烃的共代谢底物作用、生物炭菌剂对土壤多环芳烃的吸附过程和降解过程，分析土壤氧化还原电位、土壤盐分、生物炭组分、菌株B5的活性、生物炭和菌株B5对多环芳烃的吸附、菌株B5和土著微生物对多环芳烃的降解与多环芳烃修复效果的关系。揭示生物炭菌剂在多环芳烃修复过程中的作用，明确生物炭菌剂对多环芳烃修复效果的贡献。研究结果可为生物炭菌剂修复过程中盐渍化土壤多环芳烃的迁移转化行为提供理论支持。

多环芳烃（PAHs）污染盐渍土壤修复已成为当前面临的重要生态环境问题。微生物降解是土壤PAHs迁移转化的主要途径，而盐渍土的特性却限制了外源PAHs降解菌的活性，载体生物炭可为微生物提供保护，有关生物炭菌剂对盐渍土PAHs的修复和作用机制缺乏相关研究。本项目以PAHs污染的盐渍土为研究对象，采用菌群检测、蛋白质组学和吸附-解吸的方法，综合开展生物炭菌剂对盐渍土壤PAHs修复过程中的作用和贡献的研究。得到如下结论：（1）生物炭菌剂可以促进盐渍土PAHs的去除，尤其是高温产生的生物炭。（2）生物炭菌剂的加入，降低了土壤中水溶性盐的含量，增加了土壤的有机质含量和细菌总数。此外，菌剂的添加还改变了土壤中细菌群落结构，增加了优势菌门Actinobacteria和与PAHs降解相关性较高的属水平菌群的相对丰度。（3）生物炭菌剂的添加，增加了土壤中固定化菌株PJ2的数量和双加氧酶基因的拷贝数。 差异蛋白分析表明，固定在生物炭中的菌株PJ2蛋白质组发生了明显的变化。这些表明生物炭在修复的过程中起了共代谢底物的作用。（4）发现生物炭菌剂，促进了土壤中PAHs增溶，生物炭与土壤表面PAHs形成竞争吸附。与单独的生物炭处理比较，吸附-解吸过程滞后，表明菌剂中的PJ2可降解吸附态的PAHs。上述结论可为揭示生物炭菌剂修复过程中盐渍土壤PAHs的迁移转化行为提供依据，为PAHs污染盐渍土土壤微生物修复技术的发展及优化提供理论支撑，具有一定的理论和实践意义。