多环芳烃蒽高效降解菌的筛选及其降解中间产物分析

采用选择性富集培养方法,从海洋沉积物中分离到能以高浓度蒽为唯一碳源且生长良好的优势菌,经形态学观察和生化检验初步鉴定此菌为黄杆菌属(Flavobacterium)。根据GC/MS方法测定了蒽的含量,经过5 d的优势菌培养对初始浓度为50 mg/L蒽的降解率可达77.6%。在萘、蒽和菲的混合物浓度分别为15 mg/L的情况下,该菌对菲的降解效率明显低于对蒽的降解效率,表现出对多环芳烃的酶降解具有很强的选择性。经对萃取中间代谢产物的质谱分析表明降解蒽的中间代谢产物主要有phthalic acid diisobutyl ester(邻苯二甲酸二异丁酯),9,10-anthracenedione(9,10-蒽醌)和dibutylphthalate(邻苯二甲酸二丁酯),说明它可能通过邻苯二甲酸途径来降解蒽。     

Tween80对黑麦草吸收土壤中2,2′,5,5′-四氯联苯影响

以黑麦草为供试植物,山地褐土为供试土壤,以黑麦草体内2,2',5,5'-四氯联苯含量、土壤中2,2',5,5'-四氯联苯含量为指标,研究了添加表面活性剂Tween80对黑麦草吸收土壤中2,2',5,5'-四氯联苯作用的影响。结果表明,黑麦草对土壤中2,2',5,5'-四氯联苯有较强的吸收。40 d实验后植物吸收到达高峰,此时,土壤中2,2',5,5'-四氯联苯浓度由1045.62 ng/g下降至340.61 ng/g。在添加量为0~20 mg/g范围内,Tween80对黑麦草的生长无明显胁迫或毒害作用,并可显著提高黑麦草对2,2',5,5'-四氯联苯的吸收。当Tween80添加量为1 mg/g时,供试40 d后,黑麦草体内2,2',5,5'-四氯联苯的积累量达到138.22μg/g,是无表面活性剂添加组积累量72.52μg/g的将近2倍。但同时,高Tween80添加量又会抑制黑麦草对2,2',5,5'-四氯联苯的吸收,当Tween80添加量分别为10 mg/g和20 mg/g时,供试40 d后,黑麦草中2,2',5,5'-四氯联苯的积累量比1 mg/g添加量组分别减少了12.80μg/g和17.12μg/g。     

蒽降解菌烟曲霉A10的分离及降解性能研究

从污染环境中筛选出1株蒽降解菌A10,经鉴定为烟曲霉（Aspergillus fumigatus）,其对蒽的降解率随时间的延长逐渐升高,在12～84 h,蒽降解率增长速率较快;此后降解率的增加趋于平缓,最终（168 h）能够达到83%左右.当无机盐培养液中蒽初始浓度为10 mg/L,A10投菌量为50 g/L（以湿重计）,菌龄为36 h时, 5 d内蒽降解率为79.37%.蒽浓度对菌发挥降解作用有较大影响,浓度为5 mg/L时,降解率最高,达92.17%.培养液初始pH为5.0～7.5时,降解率维持在60%左右;温度为30℃、氧气量为4.30 mg/L时蒽降解效果较好.一定量的营养盐的添加能在一定程度上促进蒽的降解.共代谢底物乳糖的添加,能使蒽的降解率提高37.15%.对蒽降解过程的初步研究表明,菌株A10对蒽的降解是一个胞外吸附/胞内降解的动态变化过程.红外光谱分析显示,在微生物作用下,蒽的结构发生改变,生成了含有1～2个苯环的芳香酸、芳香酮、芳香醛和饱和碳氢化合物等一系列降解产物.     

接种混合功能细菌降低黑麦草体内菲和芘污染的机理初探

本研究通过批量降解试验,探讨了功能菌株Massilia sp. Pn2和Mycobacterium flavescens 033降解菲和芘的基本动力学过程和规律;重点采用温室盆栽试验,研究了接种混合菌株对黑麦草体内PAHs含量及多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明,菌株Pn2和033可以分别利用菲和芘作为碳源和能源进行生长;在30℃、pH=7.0条件下,菌株Pn2和033对100 mg·L~(-1)菲和50 mg·L~(-1)芘的降解率分别高达99.7%和98.3%,降解半衰期分别为0.34 d和0.95 d(R~20.98).与接种灭活混合菌株对比,接种混合菌株Pn2和033显著地降低了黑麦草体内菲和芘的含量和积累量(p0.05),并阻控菲和芘由黑麦草根向茎叶转移.同时,接种混合菌株Pn2和033显著地提高了黑麦草根和茎叶中POD(p0.05)活性,该酶能够促进黑麦草体内超氧自由基的清除,并保护细胞免受PAHs损伤,进而影响PAHs在黑麦草体内的代谢过程.研究结果为阐明接种混合功能菌降低植物体内PAHs污染的作用机理提供了一定的参考价值.     

地质储存CO_2泄漏对黑麦草生理生化性质的影响

以黑麦草为研究对象,采用人工模拟CO_2泄漏平台,考察不同浓度CO_2泄漏对黑麦草主要生长性状和生理生化性质的影响。实验结果表明:当CO_2浓度达到1439 600 mg/m~3时,黑麦草的光合作用受到抑制,黑麦草体内的可溶性蛋白含量增加,黑麦草的脯氨酸调节机制遭到破坏,黑麦草体内的过氧化氢酶的活性降低,植物抗逆能力减弱。     

东南景天与不同植物混作对土壤重金属吸收的影响

将超富集东南景天(Sedum alfredii)与具有不同根系特征的玉米、黑麦草、大豆混作在受Zn、Cd、Pb污染的土壤中,研究不同组别的混作对重金属吸收的效果.结果表明,在本试验条件下,与玉米和大豆的混作显著地提高了东南景天地上部分对Zn的吸收,由单种的15345mg/kg分别增至18673,17266mg/kg;与黑麦草的混作没有显著影响东南景天对3种重金属的吸收.混作后显著地降低了玉米和黑麦草对Cd和Zn的吸收.结合生物量的增加,与玉米和大豆混作处理中东南景天地上部3种重金属的吸收总量(按半盆计)分别约为单种的1.68~1.87倍,说明通过混作可提高超富集植物对重金属的吸收.     

黑麦草根际环境对多氯代有机物污染的响应效应

为探索植物修复技术的根际机理,采用根箱模拟试验,研究黑麦草根际环境对多氯代有机物污染的响应效应. 结果表明,与对照处理相比,根际、近根际和远根际土壤中多氯代有机污染物含量变化情况各不相同;与黑麦草吸收特性相吻合,土壤中多氯代有机污染物有从非根际向根际环境迁移的趋势,土培期末的根际、近根际和远根际土壤中w(HCB)分别为0.313、0.219和0.207 mg/kg,w(p,p′-DDT)分别为0.351、0.230和0.221 mg/kg;黑麦草的地下部分对多氯代有机污染物的吸收利用程度均大于地上部分,吸收高峰期的植物地下和地上部分w(HCB)分别为0.716和0.078 mg/kg,w(p,p′-DDT)分别为0.745和0.065 mg/kg;土壤微生物在很大程度上影响着黑麦草对多氯代有机污染物的吸收能力;在不同处理中,根际、近根际和远根际土壤的pH、w(有机质)和过氧化氢酶活性的变化情况各有差异,根际和近根际土壤环境理化性质的改变较大,而远根际土壤环境的改变相对较小.      

低山丘陵区焦化厂土壤中PAHs空间分布特征

为了解低山丘陵区焦化厂多环芳烃类污染物空间分布特征,对山西省低山丘陵区某106667m²焦化厂土壤中的16种多环芳烃浓度进行分析,分别从平面和垂向研究污染物迁移扩散规律,结果表明：首先,表层土壤的16种多环芳烃多分布于化产车间,在表层0~0.5m深度范围内土壤中污染物ΣPAHs浓度由高到低顺序为蒸氨洗苯区（991.33mg/kg） > 冷鼓脱硫区（406.50mg/kg） > 污水处理区（97.69mg/kg）;为说明PAHs来源,用高低环比例法进行多环芳烃单体分类计算统计,结果显示该场地的PAHs以M202,M228和M252的组合占优势,但M178仍占一定比例,因此污染源并非单一源,而是以油料燃烧释放的生成物即焦油的跑冒滴漏为主的石油源和燃烧源的混合源;其次,PAHs在不同车间的垂向分布存在差异.其中冷鼓脱硫区污染主要集中于3.0~4.0m,蒸氨洗苯区PAHs集中于地表0~0.5m,污水处理区PAHs集中于地表及深度1.0~2.0m处,这与污染区原工程工艺以及地层结构特点密切相关.     

5种植物对铀的积累特征差异研究

采用盆栽试验,研究不同铀浓度(0、1、5、20 mg/kg)胁迫下,苜蓿、黑麦草、高丹草、苏丹草和印度芥菜的光合色素、可溶性蛋白质和丙二醛(MDA)含量的变化,以及植物地上部分和根部对铀的富集量。结果表明,低浓度铀可刺激植物光合色素和可溶性蛋白质含量的增加,但随着铀浓度的增加,植物光合色素和可溶性蛋白质含量逐渐下降。铀胁迫诱导植物体内MDA含量呈明显升高的趋势。     

微塑料对黑麦草吸收和累积水体中环丙沙星的影响

微塑料（microplastics,MPs）和抗生素作为新型环境污染物,引起了国内外学者对其生态风险的关注.以黑麦草（Lolium perenne L.）为供试植物,以聚苯乙烯微塑料和环丙沙星（ciprofloxacin,CIP）为研究对象,探讨微塑料对水培黑麦草吸收和富集抗生素的影响及MPs-CIP复合污染对植物生长的毒性作用.结果表明:黑麦草对单一CIP和MPs-CIP复合污染中的CIP均有吸收去除能力,底物中微塑料的存在会促进黑麦草对低浓度CIP的吸收去除,去除率最高可达100%,但对高浓度（1.0、2.0 mg/L）CIP吸收的影响不显著（P>0.05）.同时,微塑料可促进黑麦草根部积累的CIP向地上部转运,当CIP浓度分别为0.1、2.0 mg/L时,投加微塑料后根部积累的CIP含量与单一CIP处理组相比分别降低了44.0%、21.2%,叶片中CIP的积累量分别增加了2.9、3.0倍.微塑料的加入显著加重了CIP对黑麦草生长和叶绿素含量的抑制作用.与2.0 mg/L CIP处理组相比,50.0 mg/L MPs-2.0 mg/L CIP复合污染处理组对黑麦草根长和鲜质量的抑制率分别增加了53.7%和79.6%,而叶绿素a、b含量则分别降低了38.5%和44.4%.研究显示,水体中微塑料与CIP的共存会影响黑麦草吸收和体内积累CIP,并加重CIP对植物生长的毒性作用.      

Combined toxicity of copper and cadmium to six rice genotypes （Oryza sativa L.）

Accumulation of copper (Cu) and cadmium (Cd) in six rice cultivars (94D-22, 94D-54, 94D-64, Gui630, YY-1 and KY1360) was evaluated through exposure to heavy metal contamination (100 mg/kg Cu, 1.0 mg/kg Cd, and 100 mg/kg Cu + 1.0 mg/kg Cd) in a greenhouse. The dry weight of shoot and root, concentrations of Cu and Cd in plant tissues and the Cu, Cd, P, Fe concentrations in the root surface iron plaques were analyzed eight weeks later after treatment. The results indicated that the plant biomass was mainly determined by rice genotypes, not Cu and Cd content in soil. Separated treatment with Cu/Cd increased each metal level in shoot, root and iron plaques. Soil Cu enhanced Cd accumulation in tissues. In contrast, Cu concentrations in shoot and root was unaffected by soil Cd. Compared to single metal contamination, combined treatment increased Cd content by 110.6%, 77.0% and 45.2% in shoot, and by 112.7%, 51.2% and 18.4% in root for Gui630, YY-1 and KY1360, respectively. The content level of Cu or Cd in root surface iron plaques was not affected by their soil content. Cu promoted Fe accumulation in iron plaques, while Cd has no effect on P and Fe accumulation in it. The translocation of Cu and Cd from iron plaques to root and shoot was also discussed. These results might be beneficial in selecting cultivars with low heavy metal accumulation and designing strategies for soil bioremediation.     

EDTA-enhanced phytoremediation of lead contaminated soil by Bidens maximowicziana

Phytoremediation is a potential cleanup technology for the removal of heavy metals from contaminated soils.Bidens maximowicziana is a new Pb hyperaccumulator,which not only has remarkable tolerance to Pb but also extraordinary accumulation capacity for Pb.The maximum Pb concentration was 1509.3 mg/kg in roots and 2164.7 mg/kg in overground tissues.The Pb distribution order in the B. maximowicziana was:leaf>stem>root.The effect of amendments on phytoremediation was also studied.The mobility of soil Pb and the Pb concentrations in plants were both increased by EDTA application.Compared with CK(control check),EDTA application promoted translocation of Pb to overground parts of the plant.The Pb concentrations in overground parts of plants was increased from 24.23-680.56 mg/kg to 29.07-1905.57 mg/kg.This research demonstrated that B.maximowicziana appeared to be suitable for phytoremediation of Pb contaminated soil,especially,combination with EDTA.     

4种草本植物对氯代有机磷酸酯阻燃剂污染土壤的修复能力研究

以4种常用的有机污染土壤修复植物高羊茅(Festuca arundinacea)、黑麦草(Lolium perenne L.)、苕子(Vicia villosa Roth var)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为研究材料,通过盆栽试验考察了4种草本植物在磷酸三(1-氯-2-丙基)酯[tris-(1-chloro-2-propyl) phosphate, TCIPP]污染土壤胁迫下的耐受和富集特征,以期筛选出具有一定TCIPP污染土壤修复能力的植物。结果表明：TCIPP具有一定的植物毒性效应,能够抑制4种植物的生长发育,但仅黑麦草的生物量显著降低,其他3种植物的生物量减少不显著。TCIPP易于从植物根部向地上部迁移,其在4种植物组织中的浓度分布均表现为叶>根>茎。4种植物中,苕子叶组织中TCIPP的浓度为15.0 mg/kg,每盆土壤可积累TCIPP 34.9 mg。苕子和紫花苜蓿对土壤中TCIPP的吸收、积累和转运效率较高,其地上部富集系数分别为1.39和1.50,转运系数分别为2.61和3.24。4种植物对TCIPP污染土壤均有较好的修复能力,对土壤中...     

EDTA-enhanced phytoremediation of lead contaminated soil by Bidens maximowicziana

Phytoremediation is a potential cleanup technology for the removal of heavy metals from contaminated soils. Bidens maximowicziana is a new Pb hyperaccumulator, which not only has remarkable tolerance to Pb but also extraordinary accumulation capacity for Pb. The maximum Pb concentration was 1509.3 mg/kg in roots and 2164.7 mg/kg in overground tissues. The Pb distribution order in the B. maximowicziana was: leaf > stem > root. The effect of amendments on phytoremediation was also studied. The mobility of soil Pb and the Pb concentrations in plants were both increased by EDTA application. Compared with CK (control check), EDTA application promoted translocation of Pb to overground parts of the plant. The Pb concentrations in overground parts of plants was increased from 24.23–680.56 mg/kg to 29.07–1905.57 mg/kg. This research demonstrated that B. maximowicziana appeared to be suitable for phytoremediation of Pb contaminated soil, especially, combination with EDTA.     

某锌厂周围表层土壤及典型剖面镉污染特征

研究某锌厂周围表层土壤和典型剖面中的镉含量(w(Cd)),采用单项污染指数法评价了表层土壤中镉的污染状况.结果表明:距锌厂较近或在主导风向上的采样点w(Cd)较高,最大值为248.72 mg/kg,最小值出现在距锌厂10 km处的非主导风向上,为0.52 mg/kg.距锌厂1 km处的剖面最上层(0～2 cm)w(Cd)为593.23 mg/kg,下层(60～110 cm)仍达到55.16 mg/kg,距锌厂10 km处的剖面上层w(Cd)为0.3～3.14 mg/kg,下层接近背景值或未检出.根据土壤环境质量标准的二级标准评价,除一个采样点为中度污染外,其余都达到重度污染水平.据分析,污染主要来源于锌厂烟囱的排放、废气废液的不规则排放和未被覆盖的原料堆.表层土壤镉含量分布规律显示,镉的污染程度与距锌厂的距离和当地的风向有关;镉在土壤中能到达的深度与镉在表层土壤中的含量有关,表层土壤含量越大,向下迁移越容易.      

Cu2+胁迫对黑麦草(Lolium perenne L.)去除富营养化水体中氮、磷效果的影响

为探讨不同浓度Cu2 胁迫对黑麦草去除富营养化水体中N、P营养盐效果的影响,采用小试培养的方法,研究了Cu2 存在条件下黑麦草对水体中N、P去除的动力学过程及黑麦草植株对不同浓度Cu2 胁迫的生态响应.结果表明,0.1～2.0mg/LCu2 胁迫均降低了黑麦草对水中N、P营养盐的去除速率,其去除过程符合二阶动力学模型.黑麦草对水体中Cu2 亦有良好的去除作用,根部是积累重金属Cu的主要部位,其对Cu2 的吸收速率符合米氏动力学方程.较低浓度Cu2 (≤0.2mg/L)胁迫对黑麦草去除N、P的效果影响不大,并且能促进黑麦草生物量的增加,而较高浓度Cu2 (≥0.5mg/L)胁迫虽有促进根系数量增加的趋势,但明显抑制了黑麦草根伸长和叶片生长等作用,因而严重影响了黑麦草对水体中N、P的去除.     

旺盛期烟草对镉富集敏感性研究

采用盆栽试验方法,揭示了旺盛期烟草（云烟99）对镉的富集特点以及光合等生理指标对镉胁迫的响应.结果表明：当土壤镉含量分别为4.43,7.94,17.33和49.79mg/kg时,烟草茎、叶及地上部镉的富集系数（植物镉含量与土壤镉含量的比值）均大于1,转移系数（地上部镉含量与根镉含量的比值）也大于1,但镉含量未达到镉超富集植物的临界含量标准100mg/kg.当土壤镉含量为4.43mg/kg时,烟草的耐性较强.当土壤镉含量大于7.94mg/kg时,烟草的生物量、叶片光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和SOD活性均显著下降（P<0.05）,胞间CO₂浓度和MDA含量显著提高（P<0.05）.旺盛期烟草对镉富集比较敏感,建议烟草的种植要远离镉污染土壤或镉背景值较高的土壤.     

不同碳酸盐岩对铅锌冶炼废渣-黑麦草体系中重金属迁移的影响

为探究岩溶环境制约下贵州喀斯特地区广泛存在的碳酸盐岩对铅锌冶炼废渣-黑麦草体系中重金属生物有效性的影响,本文以黔西北土法炼锌废渣为研究对象,通过盆栽实验向改良后的废渣中施加两种典型天然碳酸盐岩(石灰岩、白云岩)及其主要成分的化学品(碳酸钙、碳酸镁),经种植黑麦草培育3个月后分析废渣基质中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属的形态变化与植物富集转运系数。结果表明:处理前铅锌废渣中Pb、Zn、Cu、Cd的总量分别为17 682、8 427.2、2 066、174.8 mg/kg,Cd的酸溶态比例最高,环境风险较大。与对照相比,施用天然碳酸盐岩(石灰岩、白云岩)或其主要化学成分的化学品(碳酸钙、碳酸镁)后均显著降低了铅锌废渣中酸溶态Cu、Pb、Cd的比例并增加了残渣态Zn的比例,5种添加物(石灰岩、白云岩、钙盐、镁盐、混合碳酸钙镁)施用均不同程度地增加了铅锌废渣中残渣态Cd的含量。添加量为4g/kg(即0.4%)时,与对照相比,5种添加物使黑麦草根和叶片中重金属Cd分别降低了3.62%～29.54%和28.21%～43.59%。冗余分析表明,根中Ca、Mg与酸溶态Cu、Pb、Zn、Cd呈显著性负相关;两种典型碳酸盐岩(石灰岩和白云岩)及其主要成分的化学品添加形成的岩溶环境制约下,铅锌冶炼废渣-黑麦草体系中多种重金属的生物有效性受到明显抑制,可有效减弱其上所种植物黑麦草对重金属的吸收。相关结果对喀斯特地区矿冶废渣堆场重金属污染的原位控制、矿山复垦及生态修复具有一定的理论参考和实践价值。