石油污染土壤生物修复中外源微生物的影响

在室外条件下采用正交盆栽试验设计,以污染水平、细菌接种量、真菌接种量和有机肥添加量为调控因子,研究了石油污染土壤生物修复过程中外源专性微生物(细菌和真菌)接种对土壤中矿物油和美国EPA 16种多环芳烃(PAHs)降解的作用.结果表明,经过一个生长季(150d)各处理土壤中的细菌总量、真菌总量、PAH-降解细菌和PAH-降解真菌数量不受外源专性细菌和真菌初始接种量的影响(p＞0.05);有机肥促进土壤微生物数量的增长,其添加量与土壤细菌总量、真菌总量和PAH-降解细菌数量显著正相关(p＜0.05);实验结束时矿物油的去除率为58.8%～88.3%,PAHs的去除率为91.7%～97.8%,外源专性细菌和真菌的接种对矿物油和PAHs的降解无明显促进作用.     

土壤和叶际微生物对啶虫脒的降解作用

深入研究了土壤、叶际原位和叶际可培养微生物对啶虫脒的降解作用及各条件下降解效果的差异.结果表明,不同环境下的微生物对啶虫脒有不同程度的降解效果.原位叶际微生物对啶虫脒降解影响的程度较小,在灭菌处理与对照叶面中啶虫脒的半衰期分别为8 1 d和6 6d.相对而言,土壤和叶际分离培养微生物对啶虫脒降解作用更加显著,在自然土壤和灭菌土壤中啶虫脒的降解半衰期分别为5.0 d和39.6d,相差为8倍;和原位叶际微生物相比,在油菜叶培养基中微生物的生物量大幅度提高,同时,对啶虫脒的降解效果也更加显著;在灭菌处理的豆叶培养基中(CK),啶虫脒42d的降解率为16.5%,相同时间内非灭菌处理的叶际分离微生物降解率高达95%,其降解速率与培养基中的微生物量呈正相关性,叶际和土壤中都存在能降解啶虫脒的微生物.     

降解芘的分枝杆菌M11的分离鉴定和降解特性

从多环芳烃污染的土壤中分离到1株能高效降解四环芳烃芘的放线菌M11,经形态观察、生理生化和16S rDNA鉴定,属于分枝杆菌属(Mycobacterium sp.).菌株M11能以菲、蒽、荧蒽和芘为唯一碳源生长,在含芘50、100和200 mg/L的无机盐液体培养基中培养16 d降解率分别达到76.9%、91.8%和79.23%.菌株M11对芘的降解具有较广泛的pH范围,在芘浓度100 mg/L,pH为5～9的液体条件下,均可生长.根据已报道的芘降解菌的双加氧酶同源序列设计引物,PCR扩增出编码双加氧酶大亚基和小亚基的基因片段,序列分析表明与已知降解芘的分枝杆菌的双加氧酶基因具有高度同源性.     

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.     

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.     

土壤整体质量的生态毒性评价

土壤样品采自沈阳西部污灌区 .进行了污染物 (重金属和矿物油 )含量分析和生态毒性试验 .重金属采用原子吸收分光光度仪测定 ,矿物油采用紫外分光光度计测定 .生态毒性试验分别参照国际标准组织 (ISO)和OECD指南 ,进行了植物毒性试验、蚯蚓毒性试验和蚕豆根尖微核试验 .植物试验以小麦种子发芽根伸长抑制率为试验终点 ,试验周期50h ,蚯蚓毒性试验以蚯蚓死亡率、体重增长抑制率为试验终点 ,试验周期28d .土壤中矿物油含量在145mg/kg～1121mg/kg ,重金属Cd为0.34mg/kg～1.81mg/kg .土壤对植物和蚯蚓显示不同程度的毒性效应 ,土壤的蚕豆根尖微核率明显高于对照 .种子发芽根伸长抑制率为2.0%至-35.1% ,蚯蚓死亡率为0%～40%.体重增长抑制率由14d的-2.3%～-19.4%在28d增加到-2.1%～10.7% ,蚕豆根尖微核率最高达6.62/100.研究表明 ,土壤中的污染物积累较低 ,但具有明显的生态毒性 .     

芘高效降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

采用富集培养的方法从多环芳烃污染的土壤中分离到3株能高效降解四环芳烃芘的细菌J1、J2、J3,经形态观察、生理生化和16SrDNA鉴定,J1属于铜绿假单胞菌属(Pseudomonas aeruginosa),J2属于黄杆菌属(Flavobacterium mizutaii),J3属于短短芽孢杆菌属(Brevibacillus parabrevis).3株细菌均能以芘作为碳源生长,在含芘50、100、200、500、1 000 mg/L的无机盐液体培养基中培养7 d后细菌总数达到最高,在含芘200 mg.L-1的无机盐液体培养基中7d的降解效率分别达到53.04%、65.03%、51.02%.3株细菌对培养基具有较广泛的pH适应范围,在芘浓度200 mg/L,pH为4～9的液体条件下,均可生长,且对芘有很好的降解.虽然可以采用芘的二氯甲烷溶液或者N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液向培养液中添加芘,但是以N,N-二甲基甲酰胺添加的方式芘在水溶液中起到很好的分散作用,更有利于3株细菌对芘的降解.     

耐盐石油烃降解菌的筛选鉴定及其特性研究

为得到高效耐盐石油烃降解菌,从黄河三角洲石油污染盐渍化土壤中分离出39株细菌,经液体培养初筛和土壤培养复筛实验,得到1株高效耐盐石油烃降解菌BM38.通过形态特征、生理生化特征和16S rDNA序列分析,确定该菌为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）.通过液体培养实验,研究了BM38的耐盐和产生物表面活性剂特性以及对不同烃的利用能力.结果表明,在含0.5%～6.0%NaCl液体培养基中BM38生长良好,属中度耐盐菌.在高盐环境下BM38具有较强的分解石油烃能力,其中在含1.0%NaCl液体培养基中,降解7 d后,原油降解率达到73.5%;在含盐量0.22%和0.61%土壤中添加BM38,降解40 d后,土壤总石油烃降解率达到40%以上.BM38能产生一种生物乳化剂,盐浓度对这种乳化剂的乳化能力影响较大,当NaCl浓度增加到1.0%,乳化值（EI24）开始迅速降低,但在NaCl浓度为2.0%时,EI24仍达到61.0%.BM38能够利用环己烷、甲苯、异辛烷、菲和正十六烷为唯一碳源生长,其中对正构烷烃和芳烃具有较强的利用能力.     

2株降解菲的植物内生细菌筛选及其降解特性

为了获得具有菲降解特性的植物内生细菌,通过选择性富集培养,本研究从多环芳烃污染区植物体内分离得到2株能够降解液体培养基中高浓度菲(200 mg·L-1)的植物内生细菌(菌株P1和P3).经形态观察、生理生化特征鉴定和16S rDNA序列同源性分析,分别将菌株P1和P3鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)的细菌.菌株P1和P3均为好氧生长,28℃、150 r·min-1摇床培养7 d,2株菌对无机盐培养基中菲(100 mg·L-1)的降解率均高于90%.条件实验表明,温度20～30℃,pH 6.0～8.0,盐含量0%～4%,装液量10～30 mL(100 mL三角瓶)2菌株生长良好且对菲降解率高于70%.其最适生长和降解温度为30℃,pH为7.0,盐含量≤4%,装液量≤30 mL.综合比较2株菌对菲的降解特性,P1菌株高温耐受性稍强,而P3菌株对环境pH改变和缺氧的耐受性稍强.     

土壤环境中2株典型非离子表面活性剂降解菌的应用效果

采用室内培养法研究菌株B35和T100对土壤微生物区系及非离子表面活性剂(Brij35和TX-100)降解的影响.结果表明,非离子表面活性剂对土壤中的部分微生物有一定的毒害作用,抑制了细菌和放线菌的生长,且TX-100的毒害作用强于Brij35.另外,菌株B35和T100对土壤中非离子表面活性剂Brij35和TX-100有强降解作用,经菌株B35处理后,茶园土和菜园土中的非离子表面活性剂Brij35的降解率分别为67.26%～72.55%和67.86%～82.55%;经菌株T100处理后,茶园土和菜园土中的非离子表面活性剂TX-100的降解率分别为66.02%～70.04%和72.02%～72.27%.微生物活度与有机质含量和毒性物质密切相关.立即接种降解菌的降解作用弱于缓后接种.     

Adaptability of microbial inoculators and their contribution to degradation of mineral oil and PAHs

Five dominant bacteria strains（A cetobacter sp., Alcdigenes sp., Micrococcus sp., Arthrobacter sp. and Bacillus sp.） and five fungi strains （Cephalosporium sp. Ⅰ, Cephalosporlum sp. Ⅱ, Aspergillus sp. Ⅰ, Aspergillus sp. Ⅱ and Fusarium sp.） isolated from petroleum-contaminated soil were used to assess the potential capability of mineral oil and PAH enhanced degradation separately and jointly using the batch liquid medium cultivation with diesel oil spiked at 1000 mg/L. The experiment was performed on a reciprocal shaker in the darkness at 25℃ to 30℃ for 100 d. The dynamic variation in the activity of microbial inoculators in each treatment and the degradation of the target pollutants during the period of experiment were monitored. Results showed a more rapid biodegradation of mineral oil and PAHs at the beginning of the experiment （about 20 d） by dominant bacteria, fungi and their mixture than that of the indigenous microorganisms, however, thereafter an opposite trcnd was exhibited that the removal ratio by indigenous microorganisms was superior to any other dominant treatments and the tendency lasted till the end of the experiment, indicating the limited competitive capability of dominant microorganisms to degrade the contaminants, and the natural selection of indigenous microorganisms for use in the removal of the contaminants. At the end of the experiment, the removal ratio of mineral oil ranged from 56.8 % to 79.2 % and PAHs ranged from 96.8 % to 99.1% in each treatment by microbial inoculators,     

河北平原潮土中微生物对氮降解特征

了解土壤中微生物对氮素降解规律,对于土壤氮污染修复具有重要现实意义.从河北平原潮土中筛选出8种高效氨化细菌、硝化细菌、异养硝化好氧反硝化细菌,对所筛菌种进行16S r DNA分析,选出最适菌株通过固定化载体将菌种制成菌剂.探讨了用加入所筛菌种及拮抗菌的菌液和地表水分别滴灌小白菜对土壤中的氮降解产生的影响,并测定土样磷脂脂肪酸(PLFA)的值.结果表明:以硅藻土为载体硝化细菌的氨氮降解率达到38%,硝态氮合成率为205%;以硅藻土为载体的氨化细菌氨氮合成率为1 711%,异养硝化好氧反硝化细菌的硝态氮降解率达到367%.加所筛菌液滴灌对土壤总氮和氨氮的降解效果较好,硝化作用也较强,加菌后土壤中微生物量明显增加,且更快到达峰值.对不同土样不同时间磷脂脂肪酸数据分析发现,在白菜生长过程中,土壤中的微生物含量均产生了1次峰值,且加入所筛菌的先到达峰值.对于任丘和阜城土样来说,加入所筛菌后,土壤中微生物种类相应增多,对土壤微生物环境有所改善,微生物也比较活跃.     

黄河源区高寒沼泽湿地土壤微生物群落结构对不同退化的响应

为研究高寒沼泽湿地退化过程中土壤微生物群落多样性的变化,应用MiSeq高通量测序技术,分析高寒沼泽湿地退化过程中土壤微生物群落多样性以及相关的环境因子.结果表明,高寒沼泽湿地退化改变了土壤微生物在OTUs水平上的物种组成,OTUs种类变化丘间较冻融丘明显,且土壤真菌OTUs种类变化显著;冻融丘和丘间细菌微生物多样性指数大于真菌微生物;不同退化高寒沼泽湿地土壤优势微生物种类相同,细菌为变形菌门（Proteobacteria）和RB41,真菌为子囊菌门（Ascomycota）和被孢霉属（Mortierella）,除RB41外未退化与重度退化间优势微生物丰度有较大差异（P<0.05）,丘间的优势微生物对不同退化较冻融丘敏感;土壤含水量、有机碳、微生物碳、微生物氮和莎草科的盖度是影响土壤微生物群落结构的主要因素.综上所述：高寒沼泽湿地退化导致微生物多样性降低,在湿地恢复中应加强湿地冻融丘和莎草科植物的保护以及土壤水分、有机碳和微生物碳氮的补充.     

稻田与旱地土壤中真菌和细菌对秸秆碳的利用特征

微生物将植物残体矿化为CO₂和同化为微生物细胞组成部分是新鲜有机物料转化为土壤有机质的关键环节.以亚热带两种典型农业利用（稻田和旱地）土壤为对象,采用40 d室内模拟培养试验结合磷脂脂肪酸-稳定同位素示踪联用(¹³C-PLFA-SIP)技术,研究¹³C标记秸秆的矿化特征以及参与秸秆降解的细菌和真菌类群变化规律.结果表明,培养前期（0.25～1 d）,秸秆碳在稻田土壤中的矿化速率高于旱地土壤,中期（2～20 d）以稻田土壤低于旱地土壤（P<0.05）,后期（21～40 d）两者矿化速率相当.培养结束时,秸秆碳在稻田土壤中的累积矿化率（11%）约为旱地（20%）的一半.尽管稻田土壤中总微生物量（PLFA总量）比旱地高,但两种土壤中秸秆碳被微生物同化为细胞组分的量(¹³C-PLFA)相当,且稻田中秸秆碳的富集比例(PLFA中¹³C占总碳量的百分比)低于旱地,说明稻田土壤中参与秸秆碳降解的活性微生物占比少.整个培养期内,稻田土壤中秸秆碳被微生物利用的优势类群为细菌(占^1...     

多环芳烃污染对桑园土壤微生物结构及种群多样性的影响

采用磷脂脂肪酸(PLFAs)分析法和变性梯度凝胶电泳(DGGE)考察了受多环芳烃(PAHs)污染的桑园3个区域的土壤微生物群落结构及种群多样性的变化.PLFAs分析结果表明,区域2中微生物PLFA总量最高,主要为细菌和真菌;聚类分析揭示,土壤中微生物的PLFAs主要分为3大类群;冗余分析表明,土壤PAHs污染程度对土壤微生物群落结构有一定的影响.DGGE指纹图谱分析结果显示,在PAHs污染较高区域,其电泳条带较多,且3个区域中Shannon指数和Simpson优势度差异达显著水平,区域2种群优势度较高;主成分分析表明,不同区域微生物的种群结构存在显著性差异.     

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.     

微生物修复辽东湾油污染湿地研究

通过向受污湿地土样中添加菌株,探讨微生物对石油烃的降解.实验发现,混合菌能够充分发挥各菌种之间的协同作用,比单菌降解更为有效.最适降解条件控制在pH8.0,温度25℃.适宜的表面活性剂对微生物繁殖进而对油降解具有促进作用,加入300mg·kg^-1TW-80降解8d后,菌落数增加了6.22倍,油的降解率提高了20.1%.适量的H₂O₂有助于细菌分解油,过量会造成菌株死亡,每次添加计量控制在400mg·L^-1为宜.经过11d,H₂O₂累计量达到7000mg·L^-1,土样中油的降解率由39.81%提高到66.79%.     

不同退耕还草方式下宁夏南部山区土壤氮素转化速率与微生物变化的耦合关系

为了明确不同退耕还草方式下土壤养分转化的机理及其影响因素,以宁夏南部山区(下称宁南山区)天然草地、人工草地和撂荒地土壤为研究对象,运用PVC顶盖埋管法对3种类型草地土壤中氮素的净转化速率、微生物区系和氮素微生物生理群进行了研究,探讨土壤氮素净转化速率与微生物的关系. 结果表明:①在培养过程中,3种草地类型土壤中细菌、放线菌和真菌数量平均值分别为9.6×105、3.8×104和4.0×101 CFU/g(以干土计),氮素微生物生理群数量表现为氨化细菌(4.5×104 CFU/g)>自生固氮菌(4.3×103 CFU/g)>硝化细菌(6.5×102 CFU/g)>反硝化细菌(3.9×102 CFU/g)>亚硝化细菌(1.7×102 CFU/g),其中,人工草地土壤中微生物数量最高;②细菌、真菌、反硝化细菌与亚硝化细菌数量的峰值均出现在培养第120天,放线菌和自生固氮菌数量的峰值均出现在第240天,硝化细菌数量的峰值出现在第60天,而氨化细菌数量在各类型草地土壤中出现峰值的时间不统一;③各类型草地土壤氮素的净矿化速率、净氨化速率、净硝化速率均在61~120 d内最低,净矿化速率与净硝化速率在181~240 d内最高,净氨化速率在241~360 d内最高,微生物固氮速率的峰值出现在121~180 d,最低值出现在241~360 d. 在该区土壤氮素转化速率与微生物数量紧密相关,土壤温度、土壤水分通过影响微生物数量而成为影响土壤氮素矿化的主要因素;土壤氮素的生物固持过程比有机氮矿化过程更为活跃;种植苜蓿的人工草地比天然草地和撂荒地更有利于微生物的繁殖与土壤氮素的矿化.