受多氯代有机化合物污染土壤的植物修复初探

采用种植植物的方法,对受以HCB、pp'-DDT及γ-BHC为代表的PCOPs污染土壤的植物修复进行了初步研究.结果表明,种植黑麦草和大蒜都能不同程度降低土壤中PCOPs的含量,0～60 d时下降速率较快,60 d后下降速率减慢.植物修复能力的大小与植物种类、生育时期以及土壤受PCOPs的污染程度有关:黑麦草对受PCOPs污染土壤的修复能力略优于大蒜;在植物生育过程的前期和中期(0～60d),植物对PCOPs的吸收能力较强;对受较高浓度PCOPs污染的土壤,植物修复能力相对较强.土壤中的过氧化氢酶活性、pH值和有机质含量初步反映了土壤生物的变化情况,种植植物能促进土壤生物对PCOPs的吸收和利用.受污染土壤中减少的PCOPs有1.11%～10.25%被植物直接吸收,其它则可能是由于植物降解或种植植物后土壤环境的改变导致PCOPs被微生物降解.     

植物吸收和降解水体中多氯代有机污染物的作用

对黑麦草吸收和降解水中以1,2,4TCB和pp′DDT为代表的PCOPs进行了初步研究。结果表明,黑麦草能不同程度吸收和降解1,2,4TCB和pp′DDT,降低水中PCOPs含量。与吸收和降解土壤中PCOPs的能力相比,黑麦草修复受PCOPs污染水体的能力相对较弱。     

陕北油田原油污染土壤的生物修复试验研究

为了探讨根际微生物和植物协同作用对原油污染土壤的修复效果及原油污染对大豆幼苗生长的影响。选择了固氮菌、解磷菌、产ACC脱氨酶菌、H2O2并与豆科植物扁豆的不同组合为调控因子,通过盆栽试验,进行了土壤石油污染物生物降解的初步研究。结果表明:31 d时,在修复过程中,大豆与根际微生物均能提高土壤石油降解率并存在一定的协同作用。处理前,石油土壤的污染水平为7.0%,经过31 d的修复试验,在添加固氮菌、解磷菌、产ACC脱氨酶菌和过氧化氢的基础上种植大豆的试验组比没有种植大豆的石油降解率高出8.6%。在种植大豆的基础上,同时添加固氮菌、解磷菌、产ACC脱氨酶菌和H2O2的石油降解率比对照组高出22.35%。当原油剂量为1~10 g/kg时,对大豆的根系长度有一定的促进作用,而当大于10 g/kg时,原油对大豆生长有一定的抑制作用,随原油浓度的增大,其抑制作用越来越强,并且原油污染土壤对大豆幼苗的影响表现为株高根系长度鲜重,这种根际协同作用在修复过程中发挥着重要作用。种植植物对土壤石油污染修复有较好的作用,同时合理添加微生物能够提高植物修复效果。     

复垦红壤中牧草根际微生物群落功能多样性

通过盆栽试验研究了浙江省诸暨铜矿区复垦红壤牧草根际微生物生物量及群落功能多样性的变化.结果表明,种植不同牧草使矿区土壤根际微生物生物量碳发生了显著的变化,其影响大小因矿区土壤污染程度而异.无污染和轻度污染土壤根际微生物生物量碳变化表现为黑麦草+三叶草>三叶草>黑麦草>未种植土壤,处理间差异均达显著水平(P<0.05),重度污染环境下各处理间差异不明显.Biolog数据分析显示,种植不同牧草的矿区土壤根际微生物群落结构和功能多样性也发生了相应改变,根际土壤微生物群落代谢剖面(AWCD)均显著高于未种植牧草土壤,处理间差异达极显著水平(P<0.001).典型变量分析揭示了不同牧草根际微生物群落利用碳源种类和数量存在明显差异.     

固体微生物菌剂现场修复油田污染土壤的应用研究初探

从石油污染土壤中筛选出2种优势细菌枯草芽孢杆菌（Bacillus subtillus）和多食鞘氨醇杆菌（Sphingobacterium multivolum）。在实验室条件下7d后。2种菌液对原油降解率分别为69．9％和60．1％。将这2种微生物制成的混合菌液与固体草炭土以0．5：1的比例制备成固体微生物菌剂后,投放到辽河油田石油污染土壤中,进行了现场原油污染土壤的修复实验,并与活性污泥和自然降解相比较。结果表明．现场条件下修复2个月后。固体混合菌剂,活性污泥、自然降解实验对原油降解率分别为73．5％,41．4％和38．5％。固体菌剂的修复效果明显优于活性污泥和自然降解。     

芹菜对土壤中多环芳径修复作用的初步研究

利用盆栽实验研究了水芹对某实际多环芳烃(PAHs)污染场地土壤的修复作用。通过75 d的温室培养试验,对污染土壤和植物根、茎中PAHs的含量进行测定。结果显示种植水芹的土壤中PAHs的去除量要显著高于对照土壤,并且水芹促进微生物降解是其去除土壤PAHs的主要途径,占到了PAHs去除总量的99%以上。水芹较易吸收2~4环PAHs,而易促进3~6环PAHs的微生物降解。芘在水溶液中的增溶实验表明,脂溶性根系物质利用其表面活性能够提高对PAHs生物可利用性,从而促进土壤中微生物对PAHs的降解。     

根际微生物在污染水体植物修复中的作用

综述了近年来国内外有关水生植物根际微生物在污染水体和湿地修复中的作用研究成果,深入探讨了植物修复的机理。指出水生植物对污染环境的修复主要依赖环境、水生植物和微生物以及三者之间的联合作用,植物和微生物的耦合作用是水生植物应用于水体修复的重要机制。人工湿地对氮的去除主要通过微生物的硝化-反硝化作用途径;根际微生物和植物的联合作用可以改变磷的存在形态,从而加速磷的去除;在有机物和重金属污染环境中,根际微生物通过增强植物对环境的适应性促进污染物的去除。     

苏丹草根分泌物在有机氯农药降解过程中的作用

采用模拟修复实验的方法,研究了苏丹草(Sorghum sudanense)根系分泌物对根际土壤中有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)各残留组分的降解特征及其对根际微生物群落特征(数量、组成、结构及功能)的影响,探讨了根际土壤中微生物碳、微生物氮和群落结构的变化差异.结果显示,供试OCPs含量(66.67~343.61mg/kg)范围内,根系分泌物介导下的土壤-微生物系统对OCPs污染物去除的促进作用明显:添加根系分泌物20d后,"根际"土壤(TR_2)中OCPs去除率在高达79.32%,比无根系分泌物的OCPs污染组(TR1)高36.86%,比灭菌处理组(CK)高60.63%;相同处理条件(污染水平、添加剂量)下,根系分泌物对HCHs、毒杀芬、HCB、艾氏剂、γ-氯丹等组分的强化去除率总高于对OCPs的强化率(P0.05);对DDTs、灭蚁灵、硫丹Ⅰ、狄氏剂、环氧七氯等组分的强化去除率低于OCPs的强化率.相同污染水平下,"根际"土壤(TR_2)中土壤微生物碳、微生物氮也显著高于无根系分泌物的TR_1组;实验期间,细菌的磷脂脂肪酸含量占主导地位、真菌次之,其变化趋势与土壤中OCPs的降解特征相一致.可见,在OCPs降解过程中,根系分泌物改变了根际土壤中细菌、真菌等菌群的种群数量及群落结构,进而促进了OCPs的降解.     

5种矿区土著植物对铅污染土壤的修复潜力研究

为评估我国西北某矿区茵陈蒿、蒲公英、苜蓿、大叶苦菜和车前草5种土著作物对含铅（Pb）土壤的修复潜力,采用盆栽实验,设置4种不同Pb含量水平（0、2‰、3‰和5‰,质量分数）,测定作物不同组织器官中和种植前后土壤中Pb含量,以及根际与非根际土壤微生物生物量碳含量、过氧化氢酶活性等指标。结果表明:茵陈蒿和车前草适合种植于铅含量为2‰、3‰、5‰的土壤中,可去除12%~32%的土壤Pb,车前草根系和茵陈蒿茎叶对Pb的累积量最高分别达到3617,720 mg/kg,显著高于其他植物,作为土壤铅污染修复植物的潜力较大。根际土壤微生物生物量碳含量比非根际土壤微生物生物量碳含量高2.37%~13.89%。土壤Pb抑制了根际与非根际土壤过氧化氢酶活性,使其活性低于对照组0.44%~22.3%,根际土壤过氧化氢酶活性比非根际过氧化氢酶活性高0.89%~8.09%。研究结果可为Pb污染矿区废弃地植物修复和土壤环境质量评价提供理论依据。     

磺胺嘧啶胁迫下作物根际微生物群落结构响应

为了研究在磺胺类兽药胁迫下,两种作物在不同生长期根际微生物群落结构的响应,采用室内根际箱培养实验,测定玉米、小麦根际微界面土壤磷脂脂肪酸的量,研究在磺胺嘧啶（SD）胁迫下,不同作物根际土壤微界面微生物群落结构的空间变化.结果表明,SD对根际微生物活性的有抑制作用,且强度随浓度增加而增强.同一浓度SD作用下,根际微界面微生物生物量不同,在实验中,根际3mm和根室的微生物生物量最大,且二者之间差异不显著.不同微生物对根际效应敏感程度不同,细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、蓝细菌和硫酸盐还原菌根际效应明显.在SD胁迫下,根际不同微界面土壤微生物群落结构变化明显.细菌、G⁺、G^-、放线菌的生物量,随SD浓度升高而下降,主要表现为抑制效应,而对真菌生物量则表现为激活效应,生物量增加. 小麦根际土壤真菌：细菌（F/B）随SD浓度的升高,比值增大,在高浓度（5mg/kg）胁迫下,F/B比值最大（0.74）,与对照差异显著（P < 0.05）,说明土壤污染修复能力增强,而sat/mono比值在高浓度SD胁迫下降低,说明微生物群落结构向有利于SD降解的方向转化.根际效应有助于SD的降解,在1mg/kg SD作用下,小麦根际土壤降解率为7.01%,而非根际土壤降解率仅为2.49%,不同作物表现出的根际效应强弱不同,玉米根际效应强于小麦.     

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.      

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...     

多氯联苯污染土壤的豆科-禾本科植物田间修复效应

选择豆科植物紫花苜蓿、禾本科植物黑麦草和高羊茅作为供试植物,初步探讨了这3种植物在单作和间作条件下对多氯联苯污染土壤的田间修复效应.结果表明,经过270 d的田间原位修复后,所有种植植物的处理中土壤多氯联苯的去除率均高于对照组,其中紫花苜蓿单作处理土壤中多氯联苯的去除率最高,达到59.6%.土壤多氯联苯同系物分析结果表明,所有种植植物的处理都降低了土壤中二氯联苯的比例.3种植物中紫花苜蓿的生物量最大,其根部积累的多氯联苯含量最高可达355.1μg/kg,显著高于黑麦草和高羊茅根中的含量.各处理对土壤中多氯联苯的提取修复效率依次为:紫花苜蓿单作紫花苜蓿-黑麦草-高羊茅间作紫花苜蓿-黑麦草间作黑麦草单作紫花苜蓿-高羊茅间作高羊茅单作.豆科植物紫花苜蓿是多氯联苯污染土壤田间原位修复的理想材料.     

改性纳米碳黑用于重金属污染土壤改良的研究

采用培养试验,研究了添加改性纳米碳黑对江西贵溪污染土壤中有效态Cu和Zn含量的影响,并对比研究了包施和混施效果差异,同时还通过温室盆栽试验研究了改性纳米碳黑对黑麦草生物量和黑麦草对Cu和Zn的吸收量以及土壤Cu和Zn形态的影响.结果表明,添加改性纳米碳黑可以降低土壤中有效态Cu和Zn的含量.与对照相比,培养60d后,添加1%、3%和5%改性纳米碳黑的土壤有效态Cu含量分别降低了47.3%、72.0%和80.9%,有效态Zn含量分别降低了3.0%、17.7%和43.6%.同等材料用量下包施不如混施的钝化效果好,且所用时间要长,但包施具有将所施材料和被吸附的重金属移出土壤体系的优点.土壤中添加改性碳黑可以促进黑麦草的生长,降低Cu和Zn在黑麦草地上部的积累量同时降低了土壤中Cu和Zn交换态和碳酸盐结合态,而增加有机物及硫化物结合态含量.     

蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤的强化作用

采用室内盆栽试验,研究了蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤的强化作用。结果表明:在试验浓度范围内(菲0~200 mg/kg),蚯蚓粪提高了菲污染土壤中油葵株高和生物量;施用蚯蚓粪后,土壤中菲的平均去除率为57.14%,较对照(不施蚯蚓粪)增长了15.34%;当菲浓度为50 mg/kg时,试验组菲的去除率较对照组提高了20.55%,差异最为显著;此外,当菲的浓度相同时,试验组油葵的富集系数均高于对照组,并且试验组土壤根际中的多酚氧化酶和过氧化氢酶活性均有提高,分别较对照增加了16.75%和18.37%。综合分析,说明蚯蚓粪可强化油葵对土壤中菲的去除作用。     

钙、氯对磷酸盐稳定污染土壤中铅的促进作用研究

为探讨促进磷酸盐稳定污染土壤中铅的方法,在全铅含量为517 mg·kg-1的铅冶炼污染土壤中加入5 mmol·kg-1磷酸盐,同时加入10mmol·kg-1硝酸钙或5 mmol·kg-1氯化钾,在15%或30%的含水率下培养40 d,之后种植黑麦草.结果表明,与单独施用磷酸盐相比,采用磷酸盐与钙、氯结合或增加培养期间的土壤含水率后,土壤DTPA-Pb含量下降3.92%~26.1%;对于同一添加剂处理,培养期间土壤含水率从15%增加到30%,土壤有效铅(DTPA-Pb)含量下降8.83%~24.4%.增加土壤含水率后,土壤有效磷(Olsen-P)含量均显著升高(p0.05).土壤铅的EXAFS分析表明,与未施用磷酸盐的对照相比,土壤中加入磷酸盐后矿物态铅的比例由57%上升至81%,加施钙、氯或增加土壤含水率后,多数处理矿物态铅的比例有所下降,而有机结合态铅比例上升.与对照相比,污染土壤中施用磷酸盐后,植物产量大幅增加,但施用钙、氯或增加培养期间含水率后,部分处理植物产量有所下降.以上结果表明,在铅冶炼污染土壤中加入磷酸盐时,加入钙、氯或者增加土壤含水率均有利于铅的稳定,但以上措施可能对植物生长产生不利影响.     

苜蓿对多环芳烃菲污染土壤的修复作用研究

采用盆栽试验方法,研究了苜蓿(Medicago sativa L.)对多环芳烃菲污染土壤的修复作用.结果表明,多环芳烃菲对苜蓿的生长具有抑制作用,土壤中菲初始浓度越高抑制作用越明显.445.22 mg/kg条件下苜蓿茎叶和根的生物量最小,仅为无污染对照土壤的57.31%和31.20%.经过60 d的修复试验,苜蓿能够明显促进土壤中菲的降解.根际和非根际土壤中菲的去除率分别为85.68%～91.40%和75.25%～86.61%.同处理中根际土壤中菲残留浓度低于非根际土壤,而脱氢酶活性高于非根际土壤.无论是在非根际还是根际土壤中随着菲初始浓度增大,菲降解率和脱氢酶活性降低.脱氢酶活性与降解率的关系表明,脱氢酶活性与菲降解率显著正相关.所以植物根系的存在能够有效促进土壤中多环芳烃菲的降解.     

蕹菜镉积累典型品种的根际土壤酶研究

通过在镉含量高、低不同的2种土壤上的自制根箱试验并对所种植作物的镉含量进行相关性分析,研究了两种蕹菜镉积累典型品种,强坤柳叶白骨（QK,Cd-PSC）和台湾308纯白柳叶（T-308,非Cd-PSC）的根际土壤酶区系.结果表明：品种间茎叶镉含量差异极显著;在高镉条件下,蕹菜茎叶Cd含量与根际转化酶活性呈显著正相关;在低镉条件下,与根际碱性磷酸酶活性呈显著负相关.     

Removal of nitrogen from wastewater with perennial ryegrass/artificial aquatic mats biofilm combined system

To develop a cost-effective combined phytoremediation and biological process,a combined perennial ryegrass/artificial aquatic mat biofilm reactor was used to treat synthetic wastewater.Influent ammonium loading,reflux ratio,hydraulic retention time(HRT) and temperature all had significant effects on the treatment efficiency.The results indicated that the effluent concentration of ammonium increased with increasing influent ammonium loading.The reactor temperature played an important role in the nitrification process.The ammonium removal efficiency significantly decreased from 80% to 30%-50% when the reactor temperature dropped to below 10°C.In addition,the optimal nitrogen removal condition was a reflux ratio of 2.The nitrate and ammonium concentration of the effluent were consistent with the HRT of the combined system.The chemical oxygen demand(COD) removal efficiency was at a high level during the whole experiment,being almost 80% after the start-up,and then mostly above 90%.The direct uptake of N by the perennial ryegrass accounted for 18.17% of the total N removal by the whole system.The perennial ryegrass absorption was a significant contributor to nitrogen removal in the combined system.The result illustrated that the combined perennial ryegrass/artificial aquatic mat biofilm reactor demonstrated good performance in ammonium,total N and COD removal.