几种可利用多氯联苯和多溴联苯醚植物内生菌的分离及初步鉴定

采用PDA、NA以及高氏一号培养基,分别从毛白杨、绦柳、荻以及二穗短柄草植株内分离、纯化出37株内生菌,其中34株为细菌,3株为放线菌.以分离纯化得到菌株各自对应的营养培养基并添加不同浓度的污染物对获得的37株内生菌进行污染物的耐受筛选,发现24株分别对20 mg·L-1的aroclor1254和BDE209具有一定的耐受性.利用无机盐培养基并添加污染物作为微生物唯一碳源筛选,发现菌株CPY-4和菌株SGL-1可以在只提供4-BDE的无机盐培养基中存活,菌株CPY-4,SGL-1、菌株4、菌株13可以在提供BDE209和aroclor1254的无机盐培养基中存活.形态学观察和16Sr DNA序列同源性分析,初步确定菌株SGL-1为克雷伯氏菌属,菌株CPY-4为地衣芽胞杆菌,菌株4和菌株13为肠杆菌属.     

有机化合物生物富集因子的计算机预测研究

有机化合物在生物体内的富集,通常用生物富集因子(bioconcentration factor,简称BCF)来表达,这是化合物生态环境毒性评估的重要指标。为合理预测有机化合物是否易于生物富集,首先从美国环保局网站收集了624个具有不同BCF值的化合物,然后采用7种分子指纹结合5种机器学习方法(包括支持向量机、C4.5决策树、k最近邻法、随机森林法和朴素贝叶斯法),构建了化合物BCF的分类预测模型,所有模型均采用独立外部验证集进行验证。其中,使用Chemo Typer分子指纹结合支持向量机方法得到的二分类模型,整体预测准确度最好,达到了85.4%。通过采用信息增益、频率分析等方法,进一步确定了化合物中易于引起生物富集的关键子结构,包括芳基氯、二芳基醚、氯代烷烃等。研究中所用到的方法为有毒化学品的生态风险评价提供了良好可靠的预测工具。     

外源洛克沙胂对水生态系统砷蓄积及底泥微生物生长的影响

为探明洛克沙胂(ROX)对水生态系统的毒性效应,采用模拟水生态系统,研究了外源添加不同浓度洛克沙胂(0、10、20、40、80和160 mg·L-1)对水生态系统砷含量及底泥微生物生长的影响。结果表明,水体及底泥砷含量随外源ROX用量增加而增加,但随暴露时间延长水体砷含量降低的同时底泥砷含量逐渐增加。金鱼藻和鲫鱼体内均出现明显砷蓄积现象,且160 mg·L-1ROX处理的水生态系统鲫鱼毒害效应明显,暴露1 d的死亡率为100%。金鱼藻对砷具有较强的富集能力,暴露32 d后砷富集量达398.1~1 538.91 mg·kg-1。不同浓度ROX对底泥真菌、细菌和反硝化细菌生长均具有不同程度的抑制效应,而对放线菌和氨化细菌生长具有一定的促进作用,且低浓度ROX(10 mg·L-1)对放线菌生长的促进作用明显。总体上,外源ROX进入水生态系统导致水体砷污染的同时在生物及非生物媒介中再次迁移、分配和蓄积,进而对鲫鱼及部分底泥微生物生长产生毒害。     

毛竹入侵对常绿阔叶林主要树种的化感作用研究

为探讨毛竹入侵对周边森林环境的影响,以毛竹浸提液处理苦槠、青冈种子,测定种子萌发效应.结果表明,两树种种子萌发与浸提液浓度和来源有关.浓度效应表现为高抑低促的作用规律,高浓度处理下苦槠的发芽率为对照的82.3%~102.2%,青冈为对照的80%~90.9%,而低浓度处理下分别为对照的101.7%~107.6%和94.9%~109.1%.除低浓度处理对苦槠发芽速度无影响外,其他处理均对两树种发芽速度有显著的延缓作用(P<0.05).高浓度浸提液对苦槠根系活力有显著的抑制作用(P<0.05),抑制率为41.1%~62.4%.不同来源浸提液处理间差异明显,根系浸提液处理的种子发芽率最低.苦槠芽苗的芽长与不同来源浸提液间差异不显著(P>0.05),而青冈芽苗芽长与不同来源浸提液间差异显著(P<0.05),茎叶、根系与枯落物浸提液高于土壤浸提液.这些结果说明毛竹具有潜在的化感作用,可能有利于其入侵周边森林,从而危害周边森林环境.     

超积累植物垂序商陆(Phytolacca americana L.)吸收锰机制的初步探讨

垂序商陆是中国境内发现的锰超积累植物,了解其对锰的吸收特性及机制可为植物修复提供基础信息.通过人工培养液温室培养方法,探讨了低锰浓度处理下垂序商陆吸收累积锰的特性;采用同步辐射荧光技术(SRXRF)分析了锰在垂序商陆根横截面的分布特征;应用能量代谢抑制剂2,4-二硝基苯酚(DNP)和矾酸钠(Na3VO4)、钙离子通道抑制剂氯化镧(LaCl3)研究了垂序商陆对锰吸收,并探讨了其吸收机制.结果表明,低锰浓度处理下,锰超积累植物垂序商陆仍然具有较高的吸收和累积锰的能力,5μmol·L-1低锰浓度处理下垂序商陆根、茎、叶锰含量(以干重计)仍可高达402、208、601 mg·kg-1.锰在垂序商陆根横截面中柱含量最高,其次为表皮,皮层锰含量最少,锰从皮层进入到中柱是一个从低浓度到高浓度的过程,表明垂序商陆对锰的吸收可能存在主动运输过程.DNP和Na3VO4对垂序商陆锰吸收有一定的抑制作用,表明锰进入细胞是需要消耗能量的,进一步说明垂序商陆对锰的吸收存在主动吸收的过程.钙离子通道抑制剂LaCl3抑制垂序商陆根对锰的吸收高达30%,表明垂序商陆对锰的吸收与钙离子通道密切相关.     

陕西西部某工业园区采暖期大气降尘重金属特征

为了解陕西省某工业园区采暖期大气降尘重金属元素特征,于2012年11月20日至2013年3月20日,通过被动采样的方式,采集该区域采暖期的大气降尘样品,利用火焰原子吸收分光光度法测定其中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr和Fe的含量,并分别计算各元素采暖期的日沉降通量和富集因子.结果表明:研究区采暖期大气降尘量普遍较高,并且受园区人为污染源和道路扬尘影响明显;大气降尘中重金属含量分布不均,位于园区内部点位的重金属含量明显大于上风向点位和对照点;各元素之间也有很大的差异,其中,Fe的含量远高于其他6种元素,Pb、Zn含量次之,Cu、Cd、Ni、Cr的含量较小;从采暖期日沉降通量来看,Fe、Zn、Pb的沉降通量较大,Cu、Cr、Ni、Cd的沉降通量较小.而根据富集因子分析结果可知,Zn、Pb、Cu、Cd主要来自人为源,Fe、Cr、Ni与当地的自然地质背景有关.     

Zn胁迫下菖蒲的耐受机制及富集能力的研究

采用盆栽的方式,研究了菖蒲在ZnSO4·7H2O(分析纯)浓度分别为0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0 g/kg(土壤)胁迫下的耐受机制及其富集作用。结果表明:较低浓度的Zn处理(ZnSO4·7H2O<0.5 g/kg(土壤))提高了菖蒲的光合作用能力,降低了膜脂质过氧化程度。当菖蒲受到重金属Zn胁迫时,超氧化物歧化酶、过氧化物酶首先被激发,过氧化氢酶是生物氧化过程一系列抗氧化酶的终端,其激活有一定的滞后。高浓度的Zn胁迫会超过菖蒲防御反应的阀值(ZnSO4·7H2O=1 g/kg(土壤)),对植株产生毒害作用。菖蒲在低浓度Zn处理条件下(ZnSO4·7H2O<0.2 g/kg(土壤))对Zn的富集能力明显高于高浓度Zn,但转运系数均小于1。菖蒲在较低浓度Zn污染的植物修复中可发挥更大作用。     

污泥复配土种植观赏植物在垃圾填埋场封场中的应用

为了研究污泥复配土作为填埋场封场覆盖土对观赏类植被生长和土壤土质的影响,将60%含水率的脱水污泥与营养土等比例混合后作为填埋场封场覆盖层,在百亩范围内试种植矮生美人蕉和细叶芒草等观赏类植物,在8个月内监测其生长和土质变化情况。发现污泥复配土对观赏类植物有一定的胁迫作用,污泥复配土种植的矮生美人蕉植株尺寸不到纯营养土种植的2/3,但不影响其正常繁殖;污泥以一定比例掺杂能提高覆盖土的保水性能和力学性能,相比纯营养土,污泥复配土半年时间内失水减少50%,无侧限抗压强度无明显下降;细叶芒草的绿化美观效果虽不及矮生美人蕉,但枯萎缓慢,布绿时间较长;夏季高温对观赏类植物生长造成一定抑制,但不致命,冬季低温会造成致命冻害。     

Cadmium accumulation and tolerance of two castor cultivars in relation to antioxidant systems

To investigate the effects of Cd on tolerance and antioxidant activities of castor, two different castor（Ricinus communis L.） cultivars（Zibo No. 5 and Zibo No. 8） were used for a hydroponic experiment（0, 1 and 2 mg/L Cd） and a pot experiment using Cd-contaminated soil（34 mg/kg） with the addition of ethylenedinitrilotetraacetic acid（EDTA）. The results indicated that there were significant differences between the two cultivars with respect to Cd uptake in shoots（113–248 mg/kg for Zibo No. 5 and 130–288 mg/kg Zibo No. 8）, biomass tolerance indexes（64.9%–74.6% for Zibo No. 5 and 80.1%–90.9% for Zibo No. 8） in the hydroponic experiment and survival rates（0% for Zibo No. 5 and 100% for Zibo No. 8）determined by the addition of EDTA in the pot experiment, suggesting that Zibo No. 8 has higher tolerance than Zibo No. 5. Moreover, the castor cultivars have low bioconcentration factors（4.80% for Zibo No. 5 and 5.43% for Zibo No. 8） and low translocation factors（〈1%）.Consequently, Zibo No. 8 can participate in Cd phytostabilization in highly Cd-polluted areas. The results indicated that glutathione（GSH） as a non-enzymatic antioxidant, and antioxidant enzymes including superoxide dismutase（SOD）, catalase（CAT） and guaiacol peroxidase（GPX）, were cultivar- and dose-dependent. The higher tolerance of Zibo No. 8compared with Zibo No. 5 can be attributed to the higher GSH levels in the root and higher GPX activity in the leaf.     

Enhancing plant-microbe associated bioremediation of phenanthrene and pyrene contaminated soil by SDBS-Tween 80 mixed surfactants

The use of surfactants to enhance plant-microbe associated dissipation in soils contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) is a promising bioremediation technology. This comparative study was conducted on the effects of plant-microbe treatment on the removal of phenanthrene and pyrene from contaminated soil, in the presence of low concentration single anionic, nonionic and anionic-nonionic mixed surfactants. Sodium dodecyl benzene sulfonate(SDBS) and Tween 80 were chosen as representative anionic and nonionic surfactants, respectively. We found that mixed surfactants with concentrations less than 150 mg/kg were more effective in promoting plant-microbe associated bioremediation than the same amount of single surfactants. Only about(m/m) of mixed surfactants was needed to remove the same amount of phenanthrene and pyrene from either the planted or unplanted soils, when compared to Tween 80. Mixed surfactants( 150 mg/kg) better enhanced the degradation efficiency of phenanthrene and pyrene via microbe or plant-microbe routes in the soils. In the concentration range of 60–150 mg/kg, both ryegrass roots and shoots could accumulate 2–3 times the phenanthrene and pyrene with mixed surfactants than with Tween 80. These results may be explained by the lower sorption loss and reduced interfacial tension of mixed surfactants relative to Tween 80, which enhanced the bioavailability of PAHs in soil and the microbial degradation efficiency. The higher remediation efficiency of low dosage SDBS-Tween 80 mixed surfactants thus advanced the technology of surfactant-enhanced plant-microbe associated bioremediation.