多环芳烃污染土壤修复——高效降解微生物菌剂研制与应用

本书是一部关于多环芳烃污染土壤修复之高效降解微生物菌剂研制与应用的专著。在简单介绍多环芳烃污染的现状及危害的基础上，系统总结了作者及其研究团队针对多环芳烃污染土壤开展的高效降解微生物的筛选及性能、多环芳烃微生物降解机理、融合菌株的构建及修复菌剂的研制与应用等方面的成果。这些研究成果可为多环芳烃污染土壤的生物修复提供科学依据和技术支撑。本书可供环境科学与工程、土壤污染控制与修复、农业环境科学、环境地球科学等学科的科研人员，生态环境部门、农业农村部门与节能环保产业的工程技术与管理人员，以及高等院校相关专业的师生参考。

序
前言
第1章多环芳烃的来源及污染状况1
1.1多环芳烃的来源与性质1
1.1.1多环芳烃的化学结构1
1.1.2多环芳烃的主要来源2
1.1.3多环芳烃的理化性质3
1.1.4多环芳烃的生物毒性4
1.2环境介质中的多环芳烃6
1.2.1大气中的多环芳烃6
1.2.2水体中的多环芳烃6
1.2.3土壤中的多环芳烃7
1.2.4植物中的多环芳烃8
1.2.5食品中的多环芳烃8
1.3多环芳烃的赋存状态和环境行为9
第2章多环芳烃污染土壤修复研究概况10
2.1多环芳烃污染土壤修复技术10
2.1.1物理修复技术11
2.1.2化学修复技术11
2.1.3生物修复技术12
2.2多环芳烃的微生物降解研究12
2.2.1降解多环芳烃微生物的调查13
2.2.2降解多环芳烃微生物的筛选15
2.2.3多环芳烃微生物降解特性研究方法17
2.2.4降解多环芳烃的微生物资源18
2.2.5多环芳烃微生物降解的影响因素19
2.2.6多环芳烃微生物降解途径与机理19
2.2.7多环芳烃微生物降解研究趋势22
2.3土壤中多环芳烃微生物降解性能预测22
2.3.1多环芳烃微生物降解半衰期预测模型23
2.3.2影响多环芳烃微生物降解的结构参数25
第3章菲降解菌的筛选及其降解性能与机理26
3.1菲降解菌的筛选、鉴定和保藏26
3.1.1菲降解菌的筛选26
3.1.2菲降解菌的鉴定33
3.1.3菲降解菌的抗生素敏感性测定38
3.1.4菲降解菌质粒DNA提取和检测38
3.1.5菲降解菌的保藏39
3.2降解菌对菲的降解特性研究40
3.2.1微生物和菲的测定方法40
3.2.2降解菌对菲的降解特性42
3.2.3菲降解菌的长时间生长曲线43
3.2.4环境因素对降解菌生长及菲降解的影响44
3.3降解菌的底物降解范围研究53
3.3.1不同底物下菌株的生长情况53
3.3.2不同浓度底物的降解情况56
3.3.3菲对菌株降解1-萘酚的影响64
3.4菲降解中间产物和代谢途径研究66
3.4.1菌株降解菲过程的UV-Vis分析67
3.4.2菌株降解菲过程的质谱分析71
3.4.3菌株降解菲的途径探讨79
3.5菲降解过程中菌株表面性质及活性变化研究80
3.5.1底物条件的影响80
3.5.2降解中间产物的影响88
第4章芘降解菌的筛选及其降解性能与机理94
4.1混合菌GP3的筛选及其芘降解性能94
4.1.1混合菌GP3的筛选、鉴定和保藏94
4.1.2混合菌GP3的生长与芘降解特性99
4.1.3环境条件对混合菌降解芘的影响101
4.1.4混合菌降解芘的中间产物分析105
4.2高效降解菌CP13的筛选及其芘降解性能107
4.2.1高效降解菌的筛选、鉴定和保藏108
4.2.2高效降解菌CP13降解芘的性能113
4.2.3高效降解菌CP13降解芘的蛋白质鉴定117
4.2.4高效降解菌CP13降解芘的中间产物与途径121
第5章融合菌株的构建及其多环芳烃降解性能126
5.1原生质体融合技术及原生质体形成与再生126
5.1.1原生质体形成及再生方法127
5.1.2亲本菌株的生长与预处理129
5.1.3原生质体形成和再生的影响因素131
5.2原生质体的融合及融合菌株的筛选与鉴定136
5.2.1原生质体融合及融合子初筛137
5.2.2具有降解功能融合子的筛选141
5.2.3融合菌株F14的特征与鉴定142
5.3融合菌株F14降解菲和芘的性能144
5.3.1融合菌株F14对菲的降解特性144
5.3.2融合菌株F14对芘的降解特性151
5.3.3融合菌株F14对菲和芘混合物的降解154
5.4融合菌株F14对混合多环芳烃的降解156
5.4.1融合菌株F14在多种底物上的生长156
5.4.2融合菌株F14对不同混合多环芳烃的降解158
第6章模拟环境条件对降解菌性能的影响161
6.1珠江水体系中菌株GY2B降解菲的特性161
6.1.1游离菌GY2B在珠江水体系中对菲的降解161
6.1.2固定化GY2B在珠江水体系中对菲的降解162
6.2模拟海滩环境中菌株GY2B降解菲的特性164
6.2.1沙粒对菌株生长情况和菲降解性能的影响164
6.2.2盐度对菌株生长情况和菲降解性能的影响165
6.3纳米竹炭与菌株GY2B的相互作用研究166
6.3.1菌株GY2B对纳米竹炭沉降性能的影响167
6.3.2纳米竹炭对菌株GY2B降解菲的影响169
6.3.3纳米竹炭对菌株GY2B生长及细胞形态的影响171
6.3.4纳米竹炭促进菌株GY2B降解菲的作用机制177
6.4外源添加物质对降解菌性能的影响177
6.4.1表面活性剂对降解菌性能的影响177
6.4.2抗生素胁迫对降解菌的影响179
6.4.3微塑料对降解菌群落结构和性能的影响180
第7章多环芳烃降解菌的固定化与应用182
7.1微生物固定化技术原理与应用182
7.1.1微生物固定化技术原理和方法182
7.1.2微生物固定化载体的选择183
7.2玉米秸秆吸附-包埋-交联复合固定化降解菌及其性能184
7.2.1复合固定化菌剂的制备与表征184
7.2.2复合固定化菌剂的芘降解性能187
7.2.3复合固定化菌剂的环境适应性190
7.3菲降解菌的固定化膜片制备及小试应用192
7.3.1固定化膜片的制备与表征192
7.3.2固定化膜片处理含菲废水小试研究193
7.4硅化固定化菌剂的制备及其菲降解性能194
7.4.1硅化固定化菌剂的制备与表征194
7.4.2硅化固定化菌剂的性能测试196
7.4.3硅化固定化菌剂降解水体中的菲200
7.4.4硅化固定化菌剂降解泥浆中的菲204
7.4.5硅化固定化菌剂降解土壤中的菲207
7.5层层自组装微囊固定化菌剂制备及其芘降解性能211
7.5.1微囊固定化菌剂的制备与表征212
7.5.2微囊固定化菌剂对水中芘的降解性能.219
7.5.3微囊固定化菌剂的土壤修复应用225
7.5.4微囊固定化菌剂促进修复效能的机制233
第8章多环芳烃污染农田生物修复大田试验244
8.1大田试验实施地块区域背景及污染调查244
8.1.1大田试验实施地块区域概况244
8.1.2大田试验实施地块污染调查245
8.2生物修复大田试验实施过程与效果247
8.2.1大田试验实施方案247
8.2.2大田试验修复效果248
8.3生物修复大田试验的生态风险250
8.3.1土壤脱氢酶活性变化251
8.3.2土壤细菌群落结构变化252
8.3.3植物样品中多环芳烃含量变化254
参考文献256
附录：本书相关论文和专利成果280