石油污染对土壤-植物系统的生态效应

伴随着石油的工业化生产和利用,石油污染已经成为一个严重的环境问题.本文从土壤、植物个体、植物群落与生态系统等层次对石油污染的生态效应进行了系统总结.含有多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)、苯系物(Benzene、toluene、ethylbenzene和xylene,BTEX)等多种有毒物质的石油及其化工产品进入土壤-植物系统后会发生迁移.这不仅对土壤-植物系统的组成、结构、功能和服务产生影响,也会通过食物链危害人类健康.石油污染影响土壤水分状况、孔隙度等物理性质,土壤碳含量、养分含量等化学性质,以及土壤微生物群落组成和多样性、土壤酶活性等生物学性质.通常,石油污染会对大多数植物形成氧化胁迫,影响细胞膜透性,影响光合作用等生理活动,抑制植物生长,影响植物萌发、开花和结实.由于石油污染对植物个体的不同效应以及植物个体对石油污染的不同响应,石油污染对植物群落的影响存在3种基本模式,并最终导致植物群落生物量下降,物种多样性降低,植被盖度降低.进一步影响生态系统的生产力、稳定性和健康,最终危及生态系统的功能和服务.利用微生物、植物及其联合体菌根可以对石油污染物进行生物修复和降解,添加外源营养物质和通气等措施可以强化生物修复过程.应用植被指数和红边效应等遥感方法进行石油污染的生态效应监测具有较大的潜力.总之,如何把土壤-植物系统各水平上不同指标对石油污染物的响应与石油污染的生态效应联系起来,是目前石油污染生态效应研究的重点和难点之一.因此,亟需开展多尺度的系统研究,把室内控制实验、野外控制实验和野外调查有机地结合起来,构建多层次的石油污染标志物体系,全面认识石油污染对土壤-植物系统的生态效应,为石油污染的生态风险评价、治理和控制提供理论基础和实践指导.     

不同陈化烟叶叶面高温微生物多样性

以国内外不同品种、不同陈化时间的10个烟叶样品为材料,对其叶面高温微生物进行了分离纯化、鉴定和多样性研究,以了解表面高温微生物在烟叶陈化发酵中的作用.结果表明:陈化烟叶表面高温菌总量为103~105个/g,高温细菌占绝对优势,真菌很少,未能分离到放线菌和酵母菌;高温细菌主要包括芽孢杆菌属(Bacillus)和地芽孢杆菌属(Geobacillus)两个属,芽孢杆菌属为优势菌属;高温霉菌主要包括青霉属(Penicillium)和曲霉属(Aspergillus),曲霉属为优势菌属.国内外烟叶表面微生物种类和数量有所差异,与陈化时间和烟叶品种等因素有着密切关系.     

生物活性炭滤池的启动运行

对生物活性炭滤池启动运行中微生物生物量、生物活性、代谢功能及水质指标的变化情况进行连续分析.结果表明,生物活性炭滤池中异养微生物的平板计数生物量变化呈"S"形曲线,与微生物生长规律相符合,这反映滤池中微生物群落有明显的适应期、对数期和稳定期等生长阶段.脱氢酶活性随挂膜时间延长不断增加,第30天后达到稳定水平.滤池中微生物群落碳源代谢能力随挂膜时间的推进而增强,第40天时微生物群落的丰富度指数和Shannon多样性指数达到相对稳定值.氨氮(NH4+-N)与高锰酸盐指数(CODMn)去除率经过降低—缓慢上升—稳定的变化过程后,在第40天时去除率分别达到80%和28%左右.滤池启动运行29 d后溶解氧(DO)消耗率基本稳定,其值为18%.因此,在生物活性炭滤池挂膜过程中,分析微生物生长代谢与水质的变化特征可判断挂膜启动过程是否完成.图6表1参22     

不同相对分子质量PBS基共聚物的降解产物对土壤微生物的影响研究

以陕西花园土为供试土样,采用室内模拟实验,在土壤中加入一定量的聚丁二酸丁二醇酯（PBS）,研究不同数均相对分子质量的PBS（Mn分别为3.46×103、8.13×103、1.60×104、3.50×104）对土壤呼吸强度,微生物（细菌（bacteria）、真菌（fungi）、放线菌（actinomycetes））数量的影响,以此来探讨PBS降解产物对土壤微生物生理特性的影响。研究结果表明：①相对分子质量为3.46×103和8.13×103的PBS在其质量分数较低时有利于土壤呼吸强度的增加,有利于细菌的生长,最大增长幅度达到40%,在其质量分数较高时有利于真菌生长,最大增长幅度达到500%。②相对分子质量为1.60×104和3.00×104的PBS随着PBS质量分数的升高,对土壤呼吸强度和微生物数量的促进作用相应增加,对土壤呼吸强度的提高幅度最大达11.6%,对真菌的提高幅度达178%。     

小流域地下水与地表水微生物组成结构差异及其成因分析

对中山大学滨海水循环综合试验基地的河道水和地下水进行采样,运用16S rRNA基因分析方法,研究微生物的群落组成、结构,同时,通过Mothur软件分析不同采样点的系统发育多样性和文库稀释曲线.结果表明,上下游河道水和地下水均以变形菌(Proteobacteria),厚壁菌(Firmicutes),古菌(Archaea)为优势种群,变形菌在上游堰、下游堰、R1、R2、R3分别占各自总数的29.7%、30.3%、28.1%、20.9%、14.2%;厚壁菌在上游堰、下游堰、R1、R2、R3分别占各自总数的9.7%、20.3%、19.8%、8.6%、39.6%;古菌(不可培养的泉古菌和广古菌)在上游堰、下游堰、R1、R2、R3分别占各自总数的14.2%、12.3%、11.7%、12.1%、3.5%.表明地下水、地表水微生物组成结构有一定的趋同性.另一方面,酸杆菌(Acidobacteria)、硝化螺旋菌(Nitrospira)、拟杆菌(Bacteroidetes) 和Candidate division OPx等在不同采样点的丰度各异,不同埋藏条件下的地下水和地表水多样性指数与稀释曲线有所不同,揭示小流域的微生物组成、结构具有空间差异.研究显示,受周围水文地质条件、补给差异等影响,微生物种群随之演化,微生物特征与水文地质、化学离子密切相关.     

汞的微生物甲基化与去甲基化机理研究进展

甲基汞具有强烈的生物毒性和生物积累性,环境中甲基汞的产生主要与微生物相关,同时微生物也能通过去甲基化作用使甲基汞转变为无机汞.然而,目前国内外研究主要集中在汞的甲基化机理及影响因素,对汞的微生物去甲基化研究甚少.本文综述了汞的微生物甲基化、去甲基化研究史,以及微生物的主要作用机理,并对相关研究进行了展望,指出微生物酶促甲基化与氧化去甲基化机理研究将是以后工作的重点.     

Impact of invasive plant and environmental conditions on denitrification potential in urban riparian ecosystems

One of the most serious problems involved in riparian restoration is the proliferation of invasive plants during or after a restoration project. Although many studies have assessed ecological influences of invasive plants, life history in particular, only a few have clarified the functional consequences of such changes. In this study, we aimed to determine the influences of an invasive plant, Humulus japonicus, and environmental conditions on riparian ecosystem functions, focusing on denitrification. Soil samples from five riparian ecosystems in Korea were collected on four occasions over a one-year period, and denitrification enzyme activity (DEA) was measured using an acetylene blocking method. DEA varied between 2.5 and>7000 ng N₂O g^?1 soil h^?1. Overall results suggest that DEA was fairly high in winter, but the influences of H. japonicus were minimal. The results suggest that water availability may be a more dominant controlling variable than the presence of H. japonicus for DEA.     

固定化微生物技术在环境工程中的应用研究进展

综述了固定化微生物的制作方法及载体的选择,并对固定化技术在废水、大气和土壤等环境工程中的应用和研究进展状况进行了简介,同时对固定化技术的应用前景及存在的问题进行了评述。     

海底地下水排放对南黄海沿岸海水细菌群落结构的影响

在南黄海沿岸岸滩采集海水样品,将同位素地球化学与分子生物学技术相结合,探讨海底地下水排放(submarine groundwater discharge, SGD)对沿岸海水微生物群落结构的影响.结果表明,南黄海沿岸水体微生物优势类群为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、疣微菌门、厚壁菌门等.海水中较高浓度的镭同位素活度极有可能是由近岸海底地下水排放过程导致.沿岸海水中的²²⁴Ra活度与营养盐浓度、微生物群落的多样性及丰富度具有相对同步的变化规律.溶解氧对海水中的细菌群落结构具有显著影响(p<0.05),海底地下水排放输入的高浓度溶解无机氮、溶解硅酸盐可能是影响沿岸海水中细菌群落结构特征的主要因素之一.本研究表明,海底地下水排放对沿岸微生物群落结构的影响是不可忽视的.     

西藏米拉山高寒草甸土壤微生物DNA提取及宏基因组Fosmid文库构建

青藏高原土壤中富含特殊的微生物资源,因大多数未能得到培养而无法利用.提取微生物总DNA及构建宏基因组文库的方法是研究未培养微生物的重要方法(免培养法).两藏米拉山高寒草甸土壤中腐植酸、有机质含量非常高,DNA提取非常困难,本研究表明卣接法提取该样品的DNA片段小,杂质含量高,不能满足构建大插入片段文库的要求;结合低速离心和Nycodenz密度梯度离心先分离出微生物细胞的间接法虽然DNA产率降低,但是纯度高,片段长,多样性丰富,更适合于构建大插入片段文库.在间接法提取高质量西藏高寒草甸土壤微生物DNA的基础上,成功构建了一个包含30 624个克隆、库容量超过1 Gb、稳定性好的宏基因组Fosmid文库,为从西藏高原土壤中挖掘和利用新的功能基因研究奠定了基础.图7表3参27