鄰苯二甲酸酯 (PAEs) 是一類穩(wěn)定且不易揮發(fā)的人工合成化合物，廣泛應用于化工行業(yè)。PAEs既可以增大塑料的可塑性和強度，還可以用于生產(chǎn)農(nóng)藥、涂料、印染、化妝品和香料等。常見的PAEs包括鄰苯二甲酸二甲酯 (DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯 (DEP)、鄰苯二甲酸二正丁酯 (DBP) 等。PAEs具有一般毒性或特殊毒性，以及明顯的內(nèi)分泌干擾性，中國已將DMP、DBP和鄰苯二甲酸二酯 (DEHP) 列為中國環(huán)境治理的重點污染物。目前已有研究證明，人工濕地對PAEs類污染物有很好的去除效果，然而，由于PAEs類污染物種類較多，很多研究結(jié)果并不一致。許巧玲博士及團隊在Water 期刊上發(fā)表了相關(guān)研究結(jié)果，研究利用垂直流人工濕地處理DMP效果以及DMP對人工濕地系統(tǒng)中微生物和酶活性的影響，旨在評估垂直流人工濕地處理DMP的潛力和DMP對人工濕地系統(tǒng)的影響。

垂直流人工濕地構(gòu)建圖

研究過程

作者構(gòu)建了三個垂直流人工濕地系統(tǒng)，分別為種植皇竹草 (Pennisetum sinese Roxb) 的A系統(tǒng) 、種植象草 (Pennisetum purpureum Schumach) 的B系統(tǒng)和未種植物的C系統(tǒng)。這三個系統(tǒng)均采用蠕動泵進水，保持一致水力負荷 (20 cm/d)，實驗周期114天。針對系統(tǒng)對鄰苯二甲酸二甲酯 (DMP)去除效果的研究發(fā)現(xiàn)：實驗結(jié)束時三個系統(tǒng)中DMP的去除效果都在90%以上，其中未種植物的C系統(tǒng)去除率最高，大于95%。這說明垂直流人工濕地系統(tǒng)中植物的存在與否對DMP的去除效果影響不大。

實驗采集三個系統(tǒng)中不同深度的基質(zhì) (0~40 cm和40~80 cm層的基質(zhì)) 監(jiān)控微生物和酶活性變化。DGGE分析發(fā)現(xiàn)，濕地系統(tǒng)中添加DMP后，三個系統(tǒng)中主要的優(yōu)勢菌有Dechloromonas agitata, Labilithrix luteola, Plasticicumulans lactativorans, Pleomorphomonas sp., Novosphingobium sp., Denitratisoma oestradiolicum, Alicycliphilus denitrificans, Thauera sp.和Levilinea saccharolytica。其中很多是參與污染物降解的功能菌。例如，Dechloromonas agitata, Pleomorphomonas sp.和Denitratisoma oestradiolicum參與氮循環(huán)；Plasticicumulans lactativorans, Novosphingobium sp., Licycliphilus denitrificans和Thauera sp.具有降解多環(huán)芳香烴的功能，被廣泛應用于污水處理中。同時，分析結(jié)果也表明，以上功能菌主要被發(fā)現(xiàn)于上層基質(zhì)中；通過對三個系統(tǒng)中磷酸酶、脲酶、過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶的酶活性監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)濕地系統(tǒng)處理DMP后，磷酸酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶的活性都顯著高于處理DMP之前的基質(zhì)酶活性。通過對比三個系統(tǒng)中不同深度基質(zhì)的酶活性，發(fā)現(xiàn)上層基質(zhì)中這四種酶的酶活性都顯著高于下層基質(zhì)的酶活性。

結(jié)論

本文對垂直流人工濕地處理有機污染物鄰苯二甲酸二甲酯 (DMP)去除進行了研究，結(jié)果表明DMP可以改變?nèi)斯竦叵到y(tǒng)中細菌群落結(jié)構(gòu)，可作為碳源促進部分功能性微生物的生長和繁殖。從微生物和酶活性角度闡明了垂直流人工濕地對DMP去除有較大潛力。系統(tǒng)處理DMP后，參與降解污染物的功能菌成為優(yōu)勢菌，且主要分布在系統(tǒng)的上層基質(zhì)中；磷酸酶、脲酶、過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶這四種酶的酶活性相較于處理DMP之前活性都有所增加，且上層基質(zhì)酶活性顯著大于下層基質(zhì)酶活性。綜上所述，垂直流人工濕地系統(tǒng)對DMP去除有較大潛力，且降解過程主要發(fā)生在垂直流人工濕地上層基質(zhì)。