摘要

過碳酸鈉（SPC）是用于污染土壤原位修復(fù)的常用試劑。目前的研究主要集中在SPC對(duì)污染物去除的影響；然而，添加SPC后的生化過程存在知識(shí)缺口。在這項(xiàng)研究中，進(jìn)行了一個(gè)微觀分批實(shí)驗(yàn)，以研究添加不同劑量的SPC對(duì)本地微生物群落以及污染沉積物的環(huán)境變量造成的殘余影響。結(jié)果表明，SPC的加入量越大，生成的溶解物越多，氧化還原電位越低。此外，微生物群落的代謝活性增強(qiáng)，微生物群落結(jié)構(gòu)對(duì)不同SPC劑量的反應(yīng)不同：在高SPC劑量下增加的微生物主要屬于厚壁菌門、梭狀芽孢桿菌類、Petrimonas屬和Proteinicreticum屬。中等劑量SPC時(shí)增加的微生物主要屬于α變形菌類和短紋單胞菌屬。相比之下，易受攻擊的微生物主要屬于酸性細(xì)菌門、Caldisericia類、Holophagae和Sulfuricurum屬。能夠發(fā)酵、解脲和化學(xué)變態(tài)反應(yīng)的微生物增加。這些結(jié)果表明，添加SPC可間接提供電子受體和供體，從而提高污染沉積物中微生物的代謝活性。此外，應(yīng)考慮使用SPC劑量，以實(shí)現(xiàn)原位修復(fù)的最佳效益。本研究為SPC在生態(tài)工程中的應(yīng)用提供了有價(jià)值的參考。

1.介紹

由于城市化和現(xiàn)代化的快速發(fā)展，水污染繼續(xù)受到越來越多的關(guān)注，特別是城市中的水（劉等人，2006年；張等人，2016年；朱等人，2016年）。原位修復(fù)常常被認(rèn)為是一種強(qiáng)有力的環(huán)境修復(fù)技術(shù)，因?yàn)樗鼘?duì)污染物的降解，特別是持久性有機(jī)污染物（POPs）的降解具有顯著的效率（Cui等人，2017b；Minetti等人，2017）。大多數(shù)研究側(cè)重于優(yōu)化污染物去除性能，例如，通過了解污染物的降解機(jī)制（Andrade等人，2017年；Wei等人，2017年；Xu等人，2015年；Yang等人，2016年）和制定策略來提高土壤、地下水中氧化劑的效率，或沉積物（Fedrizzi等人，2017年；Liu等人，2016年；Srivastava等人，2016年；Yang等人，2018年）。

過碳酸鈉（SPC）是一種常用的原位修復(fù)試劑。它是碳酸鈉和過氧化氫的無機(jī)加合物（Na2CO3$1.5H2O2）。它在純水中以132 mg h-1的速率釋放氧氣（Waite等人，1999年），過氧化氫的低效分解形成了原位氧化的限制（Cajal Marinosa等人，2012年；De la Calle等人，2012年）。SPC首次被報(bào)道顯著提高微生物存活率，同時(shí)顯著降解受污染土壤中的丙二醇（Davidshoover等人，1995年；Vesper等人，1994年）。此外，動(dòng)物毒性試驗(yàn)表明，SPC中和了溴氰菊酯對(duì)斑馬魚的毒性作用，同時(shí)對(duì)斑馬魚本身沒有毒性（Zhang等人，2017年）。最近，SPC在具有催化能力的水溶液中表現(xiàn)出顯著的氧化性能（生成自由基）（Cui等人，2017a；Fu等人，2016，2017；Miao等人，2015a，2015b）。此外，SPC被發(fā)現(xiàn)能有效去除天然土壤中的污染物（Viisimaa和Goi，2014）。

然而，在原位修復(fù)領(lǐng)域，尤其是在沉積物修復(fù)方面，對(duì)添加SPC后的生物化學(xué)過程存在知識(shí)缺口。沉積物通常為水生系統(tǒng)中的微生物和污染物形成匯。微生物群落是推動(dòng)環(huán)境中碳、氮和硫循環(huán)的主要引擎（Fuhrman，2009）。一般來說，刺激原生生物是原位修復(fù)的先決條件（Green Saxena等人，2014年；Su等人，2013年；Xu等人，2014年）。引入的氧化劑可促進(jìn)、毒害、馴化甚至毀滅本地微生物群落（Chen等人，2016）。因此，了解SPC添加對(duì)環(huán)境和本地生物的影響對(duì)于生態(tài)工程是必要的。

本研究的目的是調(diào)查添加SPC后，小溪沉積物中的生化過程及其對(duì)微環(huán)境和本地微生物群落的影響。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，進(jìn)行了一項(xiàng)微觀分批試驗(yàn)，向受污染沉積物中添加五種劑量的SPC。在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)監(jiān)測環(huán)境變量和微生物群落的動(dòng)態(tài)。這是第一項(xiàng)擴(kuò)大我們對(duì)SPC處理后受污染沉積物中生化變化的理解的研究。

環(huán)境變量和微生物群落對(duì)污染沉積物中添加過碳酸鈉的響應(yīng)——摘要、介紹

環(huán)境變量和微生物群落對(duì)污染沉積物中添加過碳酸鈉的響應(yīng)——材料和方法

環(huán)境變量和微生物群落對(duì)污染沉積物中添加過碳酸鈉的響應(yīng)——結(jié)果和討論

環(huán)境變量和微生物群落對(duì)污染沉積物中添加過碳酸鈉的響應(yīng)——結(jié)論、致謝！