菇渣和鼠李糖脂联合强化苜蓿修复多环芳烃污染土壤

采用植物生物量、多环芳烃含量、土壤微生物数量、土壤酶活性和土壤微生物功能多样性等多个指标,通过菇渣、鼠李糖脂和植物的单独及联合作用的盆栽试验,评价了菇渣和鼠李糖脂联合强化苜蓿修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的效果.结果表明,60d内,苜蓿单独修复(AL)的降解率仅为14.43%,菇渣、鼠李糖脂联合苜蓿修复(GZ+RH0.5+AL和GZ+RH1.0+AL)显著提高了PAHs降解率,达到了32.64%和36.95%,比AL处理提高了115.45%和156.06%.与AL相比,GZ+RH1.0+AL对植物生物量提高程度最大,地上和地下生物量分别达到了1.05g/盆和0.20g/盆.在修复过程,GZ+RH1.0+AL显著提高了土壤细菌和真菌的数量,分别达到了31.37×106CFU·g-1和5.86×106CFU·g-1,特别是多环芳烃降解菌数量达到了39.57×105MPN·g-1,分别是对照(CK)和植物单独处理(AL)的29倍和4倍.就土壤脱氢酶活性而言,菇渣和苜蓿联合作用(GZ+AL)处理的活性最高,GZ+RH0.5+AL和GZ+RH1.0+AL的活性次之,分别为90.57、67.56和21.02μg/(g·d).此外,与对照(CK)相比,菇渣、鼠李糖脂和苜蓿的联合作用(GZ+RH1.0+AL)显著提高了土壤微生物群落的功能多样性.因此,菇渣和鼠李糖脂联合强化苜蓿修复PAHs污染土壤达到了比较理想效果,大面积田间试验有待进一步验证该方法的可行性.     

生物表面活性剂-微生物强化紫花苜蓿修复多环芳烃污染土壤

在温室盆栽条件下,通过单独或联合添加生物表面活性剂鼠李糖脂(RH)和接种多环芳烃专性降解菌(DB),研究了利用生物表面活性剂-微生物强化紫花苜蓿(Medicago sativa L.)修复多环芳烃(PAHs)长期污染土壤的效果.结果表明,添加鼠李糖脂和接种PAHs专性降解菌能促进紫花苜蓿的生长和土壤中PAHs的降解.培养90d后,RH、DB处理的PAHs的降解率分别为30.0%和49.6%,均高于对照处理(CK)(21.7%).RH+DB处理PAHs的降解率最高达53.9%,说明鼠李糖脂和PAHs专性降解菌协同作用显著.另外,随着PAHs苯环数的增加,其平均降解率逐渐降低,但是接种PAHs专性降解菌能够提高4环和5环PAHs的降解率.同时也发现土壤中脱氢酶活性和PAHs降解菌数量越高的处理,土壤PAHs的降解率也越高.所以添加鼠李糖脂和接种PAHs专性降解菌能够有效促进土壤多环芳烃降解.     

植物根际强化修复石油污染土壤的研究

采用室内盆栽方式,研究了高羊茅对烃降解的影响,测定了土壤中烃的降解、微生物数量、荧光素二乙酸酯活性、过氧化氢酶活性及脱氢酶活性.结果表明,总石油烃在根际土壤体系比非根际土壤消失得更快.在试验进行10周后,非根际与根际土壤总石油烃降解率分别为11.8% 和 27.4%.试验过程中挥发的石油烃损失很少.根际土壤微生物平板计数及酶活性显著高于非根际土壤.石油化合物对荧光素二乙酸酯水解具有显著影响.相比无草被体系,种植有高羊茅的体系显著增加了石油烃降解的一级速率常数.因比母体化合物降解缓慢,4种氧化态多环芳烃1-二氢苊酮、9-芴酮、蒽醌、苯并芴酮,在处理过程中浓度不断增加,说明其是在处理过程中形成,并具有持久性.     

青顶拟多孔菌对单一和复合多环芳烃的降解特性

利用中国东北林区普遍存在白腐菌——青顶拟多孔菌,降解单一和复合多环芳烃,分别测定了菲、蒽、芘于11,22,33d的累积降解率.结果显示,对于单一多环芳烃,该菌种降解能力由强到弱依次为菲>蒽>芘,33d累积降解率依次为96.56%、94.76%和57.53%;对复合多环芳烃降解中,菲和芘的累积降解率分别为99.46%和61.09%.在复合多环芳烃的降解研究中发现,少量蒽的加入,刺激了菌种对菲和芘的降解,使菲和芘的降解率分别提高了2.9%和3.56%.由此提示,在研究降解高环、难降解多环芳烃时,可利用低环多环芳烃对菌种的刺激作用,在体系内形成高、低环多环芳烃的共代谢,以达到更加高效降解多环芳烃的目的.     

采用固定化技术处理土壤中菲、芘污染物

采用动胶杆菌(Zoogloea sp.)固定化技术包埋来降解土壤中菲、芘污染物,在不同接种量、不同系列浓度下,对降解效果进行了测定.结果表明:5%的接种量最为合理,在168h时,固定化细菌对菲、芘的降解率达84.89%和76.94%;而在相同条件下土著菌降解仅达到27.85%和19.65%,因此动胶杆菌(Zoogloea sp.)具有更好的降解能力.另外,还用电镜观察研究了动胶杆菌在载体中的分布形态,表明了固定化细菌降解土壤中菲、芘具有较高的优势.     

小麦/苜蓿套作条件下菲污染土壤理化性质的动态变化

土壤理化性质是影响污染土壤植物修复效果和修复后土壤适耕性的重要因素.以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,采用植物土培和室内分析试验探讨了菲污染土壤小麦/苜蓿套作修复过程中土壤理化性质的动态变化.结果表明,种植植物明显提高了菲污染土壤pH,最大升高幅度可达0.61;相同菲污染水平条件下,套作处理土壤pH与单作处理差异不显著...     

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。     

一株苯并[a]芘降解菌-紫茉莉联合修复污染土壤的研究

从长期受多环芳烃(PAHs)污染的土壤中获得1株高效降解菌BB-1,经鉴定为巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium.为了考察菌株的降解特性,将10和20 mg·L~(-1)的苯并[a]芘(B[a]P)加入到培养液中并在30℃下振荡培养8 d.结果表明,BB-1对不同浓度的B[a]P的降解率分别为52.1%和23.5%,B[a]P浓度为10 mg·L~(-1)时降解效果更优.将不同重金属外加到培养液中,Cu2+(50 mg·L~(-1))和Cd2+(100 mg·L~(-1))能在一定程度上影响BB-1对B[a]P的生物降解作用,但菌株仍有很强的耐受性;Zn2+(200 mg·L~(-1))和Pb2+(300 mg·L~(-1))会显著影响降解效果.为了研究菌BB-1与植物的联合降解修复作用,通过对比研究将该菌株加入到种植紫茉莉的B[a]P污染土壤中,在未加入BB-1的污染土壤中,紫茉莉在开花期和成熟期对B[a]P的降解率分别为27.42%±1.99%和51.31%±3.06%,在加入BB-1的污染土壤中降解率分别为68.22%±1.21%和77.16%±0.62%,可见加入菌株BB-1后能显著提高紫茉莉对土壤中B[a]P的降解效率.为确定降解作用的菌株来源,分别对比了非根际和根际土壤中的B[a]P含量,发现在开花期和成熟期任何一种处理的根际土中B[a]P残留浓度都小于非根际土,说明土壤中B[a]P的去除主要是源于根际的作用.在植物修复的基础上,添加能耐受一定重金属浓度的高效B[a]P降解菌,能提高B[a]P降解率,有望为日后大规模田间应用提供可靠的技术参数.     

嗜盐菌群对菲的降解及萘双加氧酶基因的表达规律

从胜利油田富集了一个能够降解多环芳烃的嗜盐菌群,通过克隆文库技术解析了菌群萘双加氧酶(ndo)基因的多样性.结果表明,该嗜盐菌群有6种ndo基因型,其中3种主要基因型(占总克隆子92.7%)与经典nah-like基因的相似度为89%.采用real-time RT-PCR等技术分析了不同盐度下菲降解过程中ndo基因的表达量、降解速率、生长曲线以及菲的生物可利用度,探索了菌群对菲的降解及ndo基因的表达规律.结果表明,当盐度由10%升高到20%,菌群完全降解100mg/L菲的时间从6d延长到9d,菌群生长的迟滞期由1d延长为3d.溶解菲的浓度在菌群生长过程中呈增加的趋势.Ndo基因的表达量在降解过程中呈先降低后随溶解菲浓度升高而升高的趋势,表明高浓度菲在初始阶段可能抑制ndo基因的表达.单因素方差分析(n=3, P>0.05)表明溶解菲浓度在10%和20%盐度下没有显著差异,表明一定范围的盐度不会影响菌群降解过程中菲的溶解度.菌群ndo基因的相对表达量在10%盐度下较在20%盐度下高,说明盐度对嗜盐菌群功能基因的表达具有抑制作用.     

土壤中多环芳烃的SPMD辅助解吸行为研究

为了开发一种表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的新方法,建立了半透膜被动采样装置（SPMD）研究土壤中有机污染物解吸行为的方法,利用SPMD分析了多环芳烃菲、芘和苯并［a］芘在3种不同性质土壤中的辅助解吸行为.结果表明,SPMD是一种很好地表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的手段. SPMD辅助解吸多环芳烃的效率与土壤有机质及多环芳烃性质有关.随着土壤有机质含量的降低,土壤中菲和芘的SPMD解吸率逐渐升高,对于10 mg/kg染毒水平,当土壤有机质含量由18.68%降低到0.3%时,2种化合物的解吸率分别由56.45%和48.28%上升到接近100%;但是对于苯并［a］芘,粘土表现出明显的滞留能力,在有机质含量（0.3%）很低、粘土含量（39.05%）较高的3号土壤中,苯并［a］芘的解吸率仅有66.97%.不同多环芳烃SPMD辅助解吸率差别很大,随着土壤有机质含量的降低,以及污染物浓度的提高,菲和芘的解吸差异逐渐缩小,而苯并［a］芘与上述2种多环芳烃的差异很大,主要是由于苯并［a］芘具有高度亲脂性,并且分子较大,造成其容易滞留在粘土的微孔及有机质的致密结构中.     

菲、芘污染土壤中丛枝菌根真菌对土壤酶活性的影响

采用温室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌(AMF)对菲、芘复合污染土壤中微生物数量和酶活性的影响.结果表明,接种AMF显著增加了三叶草根际和菌丝际土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,并对微生物区系有选择性.在供试菲、芘污染浓度范围内,低浓度菲、芘对土壤多酚氧化酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性有激活作用;但当菲、芘浓度升高时,3种酶活性受到抑制.与无植物对照土壤相比,接种AMF后三叶草菌根际酸性磷酸酶活性降低了2.4%~23.1%,过氧化氢酶活性增加了12.6%~20.3%,除高浓度处理外多酚氧化酶活性均增加;菌丝际多酚氧化酶活性比菌根际低12.9%~62.9%,酸性磷酸酶活性比菌根际高3.3%~24.0%,过氧化氢酶活性则高于菌根际.     

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。     

Plant enhanced degradation of phenanthrene in the contaminated soil

The degradative characteristics ofphenanthrene, microbial biomass carbon, plate counts ofheterotrophic bacteria and most probable number （MPN） of phenanthrene degraders in non-rhizosphere or rhizosphere soils with uninoculating or inoculating phenanthrene degraders were measured. At the initial concentration of 20 mg phenanthrene/kg soil, the half-lives of phenanthrene in uninoculated non-rhizosphere soil, uninoculated rhizosphere soil, inoculated non-rhizosphere soil, and inoculated rhizosphere soil were measured to be 81.5, 47.8, 15.1 and 6.4 d, respectively, and corresponding kinetic data fitted first-order kinetics. The highest degradation rate of phenanthrene was observed in inoculated rhizosphere soil. The degradative characteristics of phenanthrene were closely related to the effects of vegetation on soil microbial process. Vegetation could enhance the magnitude of rhizosphere microbial communities, microbial biomass content, and heterotrophic bacterial community, but barely influence those community components responsible for phenanthrene degradation. Results suggested that combination of vegetation and inoculation with degrading microorganisms of target organic contaminants was a better pathway to enhance degradation of the organic contaminants in soil.     

外源微生物对植物根系修复十溴联苯醚污染底泥的强化作用

十溴联苯醚(BDE-209)作为溴系阻燃剂的主要代表之一,所造成的沉积物环境污染问题日益引起人们的重视.本研究利用河边常见植物再力花(Thalia dealbata)作为修复植物,引入外源微生物短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)和铅黄肠球菌(Enterococcus casselifavus)以强化修复效果,通过盆栽试验模拟沉积物环境,考察了外源菌对植物根际修复沉积物中BDE-209的强化作用效果,以及不同处理组,沉积物中微生物数量、有机酸含量和微生物碳源利用能力的变化.结果发现,外源菌处理组中BDE-209的去除率高于相应的对照组,其中以加入B.brevis根际处理组BDE-209的去除率最好(66%),大于非根际处理组和无植物处理的对照组(37.93%和39.27%).植物的根际作用可以提高底泥中BDE-209的去除率、微生物的数量、有机酸含量和碳源利用能力.     

Phytoremediation for phenanthrene and pyrene contaminated soils

Phytoremediation of soil contaminated with phenanthrene and pyrene was investigated using twelve plant species. Plant uptake nd accumulation of these chemicals were evaluated. At the end of the experiment(45 d), the remaining respective concentrations of soil henanthrene and pyrene in spiked vegetated soils, with initial phenanthrene of 133.3 mg/kg and pyrene of 171.5 mg/kg, were 8.71-16.4 nd 44.9-65.0 mg/kg, generally 4.7%-49.4% and 7.1%-35.9% lower than their concentrations in the non-vegetated soils. The loss f phenanthrene and pyrene in vegetated spiked soils were 88.2%-93.0% and 62.3%-73.8% of the added amounts of these ontaminants, respectively. Although plant uptake and accumulation of these compounds were evident, and root concentrations and RCFs(root concentration factors; defined as the ratio of PAH concentrations in roots and in the soils on a dry weight basis) of these compounds ignificantly positively correlated to root lipid contents, plant uptake and accumulation only accounted for less than 0.01% and 0.23% of the nhanced loss of these chemicals in vegetated versus non-vegetated soils. In contrast, plant-promoted microbial biodegradation was the ominant mechanism of the phytoremediation for soil phenanthrene and pyrene contamination. Results from this study suggested a easibility of the establishment of phytoremediation for soil PAH contamination.     

芦苇根际微环境对潜流人工湿地氮与COD去除性能的影响

构建了3个小型潜流人工湿地,一个不种植物作为对照;另2个栽种芦苇,其中一个湿地在芦苇根部埋设300目尼纶网制成的根袋,以区分根际与非根际环境.采用人工配水,研究了稳定运行期的人工湿地对COD、N的去除性能.结果表明,3个湿地对COD、N的去除场所主要位于湿地前端,且COD与N的去除具有沿程同步性.在进水C/N=5时,对照湿地、芦苇湿地和根袋湿地对NH⁺₄-N和TN的去除效率分别为66.2%、94.2%、82.2%和67.2%、90.7%、76.1%,具有同步硝化反硝化现象;对COD的去除效率分别为56.2%、80.9%、72.7%.试验中,3个湿地沿程水样的C/N值均大于5,表明碳源供应较充足.通过在湿地中预埋铂电极和土壤溶液采样器的方法,测定了根际土壤与非根际土体土壤ORP以及土壤溶液中的有机物含量（以TOC表征）.结果表明,湿地前端根际土壤ORP明显高于空白湿地和湿地土体土壤,差值分别为11～311 mV、62～261 mV.根系分泌物显著增加了植物湿地中有机碳的供应,根际土壤与非根际土体土壤中TOC含量分别为21.3～54.6 mg·L^-1和6.65～12.0 mg·L^-1.正是湿地植物根际环境中较高的氧化还原电位以及充足的碳源供应,使得植物湿地的脱氮效果好于对照湿地.     

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...