微生物 + 生物炭成 “黄金搭档”!农业runoff中的TCC 被它们 “精准消灭”
微生物 + 生物炭成 “黄金搭档”!农业runoff中的TCC 被它们 “精准消灭”
研究背景
TCC广泛存在于个人护理产品中,在污水处理过程中易吸附于污泥,而污泥用于农田后,TCC会随农业径流进入土壤和水体,造成持续污染。它不仅具有毒性,还可能干扰人体内分泌,甚至诱导抗生素耐药性,对生态环境和人类健康构成潜在威胁。现有生态沟渠等农业径流处理技术存在排水能力不足、维护复杂等局限,难以高效去除TCC这类污染物。因此,该研究开展了生物炭与微生物强化的生物滞留系统去除TCC的相关研究。
研究方法
实验以工业木醋生产残渣制备的生物炭和经 TCC 驯化 4 周的活性污泥为核心材料,设置生物炭组(BC)、游离菌组(FC)、生物炭固定菌组(IC)三组处理。先通过批次实验,测试不同用量下三组对 TCC 的去除效果;再采用柱实验模拟长期处理过程,监测 TCC 浓度变化及中间产物。同时,结合扫描电镜观察、微生物群落分析等手段,探究生物炭吸附与微生物降解的协同作用机制。
研究结果
在天然农业径流中,FC对TCC的去除率最高达 83%,IC为 62%,BC为58%(图 1)。可见短期处理中,游离菌的TCC去除效能更突出。
长期柱实验中,后期FC和IC仍保持 33%-35% 的去除率,优于BC的 20%(图2)。微生物通过降解作用分解TCC,Comamonas和潜在的 Alcaligenes负责降解,Azospira和 Flavobacterium产生的 EPS则辅助吸附TCC。
结论与展望
研究证实,生物炭与微生物强化的生物滞留系统能有效去除农业径流中的TCC,微生物降解与EPS吸附的协同作用是核心机制。该系统无需依赖植物,克服了传统生态沟渠排水能力不足的问题,且材料源于废弃物,符合可持续理念。不过目前仍处于实验室阶段,未来需开展田间试验,优化生物炭用量和微生物固定方式,完善系统设计,推动其在实际农业污染治理中应用,助力减少TCC带来的环境风险。
参考文献:
SAISWAN W, SONSUPHAB K, JENJAIWIT S, et al. Triclocarban removal in agricultural runoff using biochar-microbe-augmented bioretention drainage systems: Performance and role of microbial community [J]. Bioresource Technology, 2025, 435: 132875.
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