196 / 2023-10-25 20:30:26

炸药污染土壤的生物修复

炸药，生物修复，生物有效性，合成生物学，微生物

土壤炸药污染是普遍存在的环境污染问题。欧美发达国家在上世纪七八十年代以来就开始关注炸药污染问题，并利用在场地修复领域的技术优势发展了一系列的原位和异位炸药污染土壤修复方法并开展了修复工程实践，其中生物修复是最具有费效比的修复方法。作者在概述了国内外炸药污染土壤现状及修复技术进展的基础上，结合课题组近年来在炸药污染土壤修复领域的系统性工作，介绍了国内军事场地土壤炸药污染的风险识别与评价，以及土壤中炸药污染的生物有效性及其影响因素、显微漫反射方法在炸药-矿物相互作用研究中的应用；分别筛选了TNT/RDX和HMX的高效降解微生物，开展了微生物对炸药降解特性的研究，炸药暴露下微生物的生理响应，以及微生物对炸药的降解机制，利用筛选微生物开展了生物泥浆反应器修复高浓度TNT污染土壤的研究；从已报道的炸药降解植物中筛选12种植物，开展了植物对TNT、RDX和HMX的降解效果及降解机理研究，优化了栽培技术，选用典型的植物苜蓿，利用组学分析技术研究了炸药对苜蓿生长、光合特性、根系抗氧化酶系统和根系代谢的影响；利用优化筛选的植物和微生物，分别开展了低浓度、中高浓度炸药污染土壤的植物-微生物联合修复实验，在60天的栽培时间中转化率都超过了80%；针对某弹药销毁场地的炸药污染，开展了生物堆修复中试研究，优化了生物堆运行条件，达到了预期的修复效果。未来世界火炸药的产量将持续增长，火炸药污染问题将长期存在。随着合成生物学时代的到来，国内外开展了炸药降解转基因植物、微生物的研究，美国DARPA提出的赛瑞斯计划，利用人工合成的生物菌群高效降解土壤炸药和航空燃料污染，合成生物学技术将为生物修复在炸药污染修复中的应用提供推动力。