复垦矿区重金属对土壤微生物群落的影响

为研究矿区复垦土壤重金属污染水平与土壤微生物群落多样性的关系,以及重金属污染对人体的潜在健康风险,该文以淮北朔里矿周边土壤为研究对象,采用高通量测序方法,研究土壤微生物群落结构的变化,并分析其结构与重金属污染及土壤环境要素的相关性,并对土壤重金属污染进行健康风险评价。结果表明:(1)朔里矿周边土壤重金属含量普遍偏高,内梅罗综合污染指数属于轻度或中度污染,主要污染物为Cd,平均含量为0.27 mg/kg;(2)复垦土壤pH值、有机质、硝态氮以及有效磷含量明显高于未复垦土壤含量,有效钾含量为复垦土壤低于未复垦土壤,氨氮与电导率则无显著差别;(3)高通量测序分析结果显示,复垦土壤与未复垦土壤细菌群落结构有显著差异。各样点中变形菌门丰度最大,未复垦土壤中变形菌门丰度略小于复垦土壤,酸杆菌、浮霉菌、蓝细菌则完全相反,同时在复垦土壤中发现了少量的NC10,该菌种在未复垦土壤中几乎没有。此外,Alpha指数显示未复垦土壤和复垦土壤的群落丰富度和群落多样性略有差异,但不显著。冗余分析表明,丰度较高的变形菌(Proteobacteria)、放线菌(Actinobacteria)、蓝细菌(Cyanobac...     

重金属镉污染土壤的微生物影响研究进展

镉污染严重影响了土壤微生物生物量碳氮、土壤基础呼吸、土壤酶活性以及种群结构,破坏了土壤微生物的正常组成区系,抑制了土壤微生物代谢功能,降低了土壤微生物活性,造成土壤重金属污染,威胁到人类生活健康。近二十年来,研究土壤微生物与土壤重金属污染之间的关系已成为国内外环境科学领域的一个热点,而镉污染对土壤微生物生物量、微生物活性、群落结构影响研究也已取得一定进展,可为镉污染土壤微生物修复技术提供理论依据。     

金川矿区重金属污染对土壤微生物分布的影响

为了探索金川矿区土壤理化性质对土壤微生物的影响。在对金川矿区进行环境现状调查的基础上,根据区域环境,布设重污染区、缓冲区、人为干扰区和原生态区4区为研究区域,对4区域共有荒漠植物骆驼蓬和中亚紫菀木根际、非根际60个样点土壤理化性质与微生物数量进行相关性分析。结果表明:4个区土壤p H在8.09~9.04之间,属于弱碱性土壤;土壤电导率及3种重金属(Ni、Cu、Cr)含量按重污染区(旧尾矿坝、尾矿坝)、缓冲区(矿山公园、废渣堆外100 m)、人为干扰区(农田土壤)、原生态区(下四分)均有依次减小的趋势;土壤中可培养微生物数量为21×10~5~2.63×10~5cfu/g,其中重污染区尾矿坝微生物数量最多,细菌数量为20.25×10~5cfu/g,真菌数量为11.47×10~5cfu/g。影响金川矿区微生物生长的主要因素是土壤的p H和重金属含量。在重污染区骆驼蓬根际,土壤pH与可培养细菌数量完全负相关,在人为扰动区土壤pH与可培养细菌数量完全正相关。矿区土壤中适度的Ni和Cu协同促进微生物的生长。     

土壤剖面重金属污染对微生物群落结构的影响

为探明重金属污染土壤剖面对微生物群落结构和微生物多样性的影响,该文以重金属污染严重区（焦化园区）作为研究区域,选择了焦化园区上下风向及园区内部共3个土壤剖面,对重金属含量、土壤理化性质以及微生物群落结构进行分析测定。结果表明,研究区域中土壤剖面重金属Cr和Zn污染最严重,Cd和Hg污染最小。由于焦化园区重金属含量明显高于周边区域,证明焦化生产对土壤剖面重金属含量产生较大影响。高通量测序结果表明,土壤剖面微生物群落的优势菌种为酸杆菌门,平均含量为27.20%。多样性指数分析结果表明,焦化园区周边微生物多样性随着土壤深度加深而减少。为探究其影响原因,对重金属浓度及土壤理化性质与微生物多样性相关数据进行相关性分析,分析结果可知,重金属和土壤有机质均与微生物多样性有显著相关性,其中重金属Pb是微生物多样性最重要的影响因素。此外,通过冗余分析发现,微生物中酸杆菌门及放线菌门对重金属污染具有较强耐受力。     

长期复合重金属污染对土壤解磷微生物的影响

为进一步了解长期重金属污染压力下解磷微生物群落分布及潜在功能的变化,采用宏基因组学技术系统分析了北京某金矿周边土壤中含phoD基因或pqqE基因的解磷微生物对不同程度的复合重金属污染的响应.结果表明:重金属对解磷微生物确有影响,随重金属浓度增加,解磷微生物相对丰度逐渐降低,酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)是重金属复合污染土壤中的解磷微生物的优势菌门.重金属是与解磷微生物群落最显著相关的因素,重金属As、Pb、Zn对解磷微生物影响较大,Nitrospirae、Acidobacteria、Gemmatimonadete、Proteobacteria更易受到重金属的影响发生群落结构改变,其中Nitrospirae对Cr、Cu、Pb、Zn、As、Cd多种重金属表现出敏感性.有效磷浓度与解有机磷微生物多样性呈显著正相关关系(P<0.05),碱性磷酸酶活性与解无机磷微生物多样性显著负相关,而土壤有机质、总氮、pH值对重金属污染土壤中解磷微生物多样性无显著影响.研究结果为进一步探索长期重金属污染压力下解磷微生物的生态适应机制提供参考.     

矿区土壤中砷污染对微生物群落的影响研究

采用梯度培养和PCR-DGGE技术,对大柳塔矿区矸石山及周边土壤的砷含量及其对土壤微生物群落的影响进行了研究,并通过测序研究了土壤微生物群落的结构。结果表明,矸石山及其周边自然表土的含水量较少,且十分相近;全磷和有机质含量普遍较高,p H呈中偏碱性;不同风化程度矸石山土壤砷含量对土壤微生物群落有显著的影响,不同砷污染负荷土壤中微生物群落的丰度存在差异;矸石山复垦年限不同,土壤理化性质会发生变化;土壤中砷含量的增高,对植物生长起关键作用的Gemmatimonas(甲烷单毛菌属)等微生物群落受到不同程度的抑制;Proteobacterium(变形菌门)具有较强的耐砷性;矸石山土壤特有的理化性质可为GASP-WA2W2_F11等微生物群落的演替创造了条件。     

含磷材料对土壤重金属有效性及微生物响应

为揭示含磷钝化剂对土壤重金属的钝化效果和土壤环境健康的影响,该研究以广东某电子废物拆解区农田耕作土为研究对象,利用盆栽试验,一次性添加钙镁磷肥（PF）、海泡石（SE）、钙镁磷肥与海泡石配施（SP）,探讨了土壤中镉铜铅锌有效性和土壤微生物群落结构的变化。结果表明：仅单施钙镁磷肥使土壤Cd有效性显著降低了23.8%,而钙镁磷肥和海泡石配施显著降低了土壤Zn、Cd、Pb和Cu的有效性,降低幅度依次为46.4%(Zn)>42.9%(Cd)>27.4%(Pb)>11.2%(Cu);单施海泡石对土壤Cd和Pb有效态含量无显著影响。钙镁磷肥和海泡石配施显著提高土壤过氧化氢酶和脲酶活性,分别为对照的3.3和4.1倍;单施钙镁磷肥也显著提高土壤过氧化氢酶和脲酶活性,分别为对照的2.9和5.1倍,然而单施海泡石则对2种酶活性没有显著影响;钙镁磷肥和海泡石配施后、单施钙镁磷肥均显著提高了玉米地上部和地下部的生物量,单施海泡石则对玉米生物量没有显著影响;钙镁磷肥和海泡石配施配施后,土壤Ochrobactrum、Anaerolinea、Achromobacter、Clostridium等有益微...     

根分泌物与微生物对污染土壤重金属活性的影响

研究了铜富集植物海州香薷(Elsholtziasplendens)和鸭跖草(Commelinacommunis)根分泌物,以及假单胞菌(P.aeruginosaZD4-3)和白腐真菌(P.Chrysosprim)对污染土壤重金属活性的影响.结果表明,海州香薷和鸭跖草根分泌物对污染土壤中Cu有一定的活化能力,不同处理间差异不大,鸭跖草根分泌物对Cu的活化能力大于海州香薷.不同处理根分泌物中有机酸种类或含量有所差异,但主要以草酸和出峰时间为6.5min左右的未知有机酸为主.假单胞菌对污染土壤Cu、Pb和Zn有很强的活化作用;白腐真菌对Cu、Zn有活化作用,对Pb则表现为固定作用,海州香薷根分泌物降低了供试假单胞菌对重金属的活化效果,但增加了白腐真菌对重金属的活化效果.     

铁矿区重金属污染对土壤微生物代谢活性的影响

以北京市密云水库上游某铁矿区为研究对象,利用比色法、微量热法对铁矿区内各采样点土壤酶活性及其微量热代谢活性指标进行分析,以探究不同区位重金属污染下土壤微生物代谢活性的变化. 结果表明:各采样点土壤中w(Cu)、w(Cd)、w(Zn)、w(Cr)均超过北京市土壤相应背景值. 在重金属污染程度较低的S6、S7、S8采样点,土壤脲酶、FDA酶(荧光素二乙酸脂酶)活性均较高,分别为0.64、1.22、0.64 mg/g和1.25、2.84、1.45 μg/g. 微量热代谢活性指标中,k (生长速率常数)在污染程度较低处的值均较高,而重度污染区域的S1、S4采样点的k为0. 相关性分析显示,k是反映微量热中代谢热活性的最具代表性指标. RDA(冗余度分析)结果显示,w(Cd)、w(TN)、w(AP)、w(TOC)、内梅罗污染指数及w(Cu)是影响k、P_m(最大热输出功率)的主要因素. Cd、Cu污染抑制了土壤微生物的代谢活性,不同代谢活性指标对重金属的敏感程度表现为k最强,P_m、脲酶活性、FDA酶活性次之.      

铁矿区重金属污染对土壤微生物群落变化的影响

以密云水库上游某铁矿区为研究对象,采用荧光定量PCR研究了矿区内不同采样点土壤中细菌、真菌、放线菌基因数量的变化,并结合土壤的理化性质与重金属污染情况进行了相关分析. 结果表明,研究区微生物的基因数量与该地区的w(AP)(AP为有效磷)均呈显著正相关(P<0.05);细菌、放线菌的基因数量与该地区的内梅罗污染指数呈显著负相关〔二者R分别为-0.756(P<0.01)和-0.614(P<0.05)〕,而真菌的基因数量与内梅罗污染指数无显著相关性. 采用PCR-DGGE研究了细菌、真菌、放线菌的群落结构变化,冗余度分析结果表明,内梅罗污染指数对细菌、放线菌的种群分布影响较大(P<0.05),对真菌的影响则较小. 细菌、放线菌的种群多样性水平随着污染程度升高呈先升后降的趋势. 微生物数量和结构的变化都表明,不同类群的微生物对重金属敏感程度为真菌抗性最强,放线菌和细菌次之. Cd和Cu污染抑制了土壤中微生物的数量和群落多样性,而轻度Cr、Pb和Zn污染则促进了群落数量的增加和群落结构多样性的丰富.      

壳聚糖及其衍生物对土壤中重金属的稳定效果研究

以湖南某铅锌矿区重金属复合污染土壤为研究对象,分别采用羟丙基壳聚糖、羧甲基壳聚糖、异丁基壳聚糖、壳聚糖季铵盐、壳聚糖盐酸盐和壳聚糖作为稳定剂,对土壤中重金属Cu、Cr、Pb、Zn进行稳定化处理,并采用TCLP和BCR连续提取法对稳定化效果进行分析和评价。研究结果表明:羧甲基壳聚糖、异丁基壳聚糖和壳聚糖的稳定效果好于壳聚糖季铵盐、壳聚糖盐酸盐和羟丙基壳聚糖。其中,羧甲基壳聚糖稳定效果最好,当其投加量为9%时,对Cu、Cr、Pb、Zn的稳定化效率分别为92.29%、45.73%、63.12%和85.33%,且经稳定后重金属残渣态和可氧化态比例较高,是一种稳定效果较优的土壤重金属稳定剂。     

不同海拔草地开垦对土壤重金属的影响及评价

为探究草地开垦对土壤重金属的影响,以贵州喀斯特山区不同海拔梯度下的草地和由草地开垦的耕地为研究对象,采用内梅罗综合指数法和潜在生态危害指数评估草地和耕地中Cd、Cr、Pb、Ni、Hg、As 6种重金属的污染水平和生态风险。结果表明:研究区域土壤重金属Cd、Cr、Pb、Ni、Hg、As的含量均低于贵州省背景值;不同海拔、不同土地利用/覆被对不同重金属的含量变化影响存在差异;土壤中Cr的含量与Cd和Ni的含量呈极显著正相关(P0. 01),Pb含量与Cd和Cr含量呈显著正相关,与Hg含量呈显著负相关(P0. 05);低海拔地区草地和耕地未受重金属污染;在中、高海拔地区草地重金属污染水平均为轻污染,耕地重金属污染水平均为中污染,草地开垦为耕地后污染加重,Cd是主要的重金属污染物;各海拔草地和耕地均为轻度生态风险;海拔、土地利用/覆被是影响土壤重金属含量分布的主要因素。     

大沽排污河沉积物重金属和砷污染及生态风险性研究

利用HaKanson生态风险指数法,研究了大沽排污河底泥中污染物重金属和砷对水域的污染程度,及其对水域总体造成的潜在风险影响。同时利用多环境要素评价方法,对大沽排污河水质、污灌区土壤作物及生态效应进行了多元综合评价,2种方法结论相吻合。大沽排污河生态风险处于重度污染水平。重金属和砷污染物对生态风险影响排序为 :Hg>Cd >Cu >As>Pb >Cr>Zn。     

消解体系对土壤重金属测定的影响

采用全自动消解仪,选用硝酸-盐酸-氢氟酸-高氯酸消解体系(国标法)和氢氟酸-高氯酸消解体系(两酸法),对5种国家土壤标准物质和5种实际土壤样品进行消解,使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni 6种目标元素。结果表明:5种标准物质中Cu、Zn、Cd和Ni的2种酸体系消解方法的回收率为90%～105%,Pb和Cr国标法的回收率均明显高于两酸法。5种实际土壤样品的2种消解方法精密度均较好,Cu、Cd和Ni含量无显著性差异,Cr含量有显著性影响,实际土壤样品中四川红壤的Pb、Zn含量有显著性影响。     

重金属对水生生物的毒性效应机制研究进展

随着我国经济的快速增长和人民生活水平的日益提高,由此产生的环境污染问题也日益突出,其中水体重金属污染由于其具有危害大、分布广、持续长等特点而备受社会各界的广泛关注。重金属污染物通过干、湿沉降等各种途径随着生活污水和工业废水等进入水体,不仅对水生生物造成极大影响,还严重威胁人类的身体健康。综述了水体重金属的污染现状,以及水体重金属对水生生物的生态毒性效应及其机制,并展望了重金属对水生生物生态毒性效应的未来研究重点和方向,为重金属对水生生物的生态毒性效应进一步研究和水体重金属污染的环境治理提供参考,同时可为重金属的水质基准和风险评估研究提供重要理论依据。     

含磷物质与活性炭复配稳定土壤重金属研究

利用含磷物质、活性炭及两者复配组合对污染土壤中的重金属进行稳定化处理,根据稳定效率对稳定剂进行筛选,并分析稳定前后土壤重金属的生物有效性、赋存形态变化。结果表明:经磷矿粉+5%煤基活性炭稳定7 d后,土壤中Pb、Zn、Cu、Cd稳定效率分别达75.85%、61.03%、52.80%、49.92%,土壤重金属的DTPA和PBET生物有效态均降低。BCR形态分级实验表明:该复合稳定剂对土壤重金属的稳定化效应较好,重金属的酸可提取态均有所减少,转化为其他难以分解转移的形态。结果表明,磷矿粉和煤基活性炭可作为资源回收利用,应用于土壤重金属污染修复。     

含硫底物种类与浓度对污泥重金属生物沥滤的影响

以城市污水处理厂剩余污泥为材料,探究不同含硫底物及其浓度对污泥重金属生物沥滤的效果影响,通过添加单一底物(S0、Fe SO4、Na2S2O3、Fe S和Fe S2)、两种底物配合(S0+Fe SO4、S0+Na2S2O3、S0+Fe S、S0+Fe S2)进行沥滤实验。结果表明:除Fe S和Fe S2外,投加单一底物的沥滤体系中p H都呈下降趋势,沥滤持续5 d后p H值降至1.8左右,污泥中Zn、Pb、Ni、Cr和Cu等重金属去除率高,底物投加量为8~10 g/L(以S计);投加复合底物时,最佳投加方式为S0+Fe SO4,投加量为8 g/L,此时污泥体系酸化速度快,污泥中重金属Zn、Pb、Ni、Cr、Cu去除率分别达95.41%、89.48%、86.45%、84.51%和94.33%。     

土壤重金属污染对蚯蚓（Opisthopora）影响的研究

研究了重金属污染区蚯蚓的群落结构，污染指示种类，以及污染影响的毒理指标，结果表明：随着重金属程度的增加，蚯蚓种类减少，蚯蚓体内重金属元素富集量增加，蚯蚓毒理实验表明：Ｃｄ中毒后过氧化物同工酶活性增加，脂酶工同酶活性减弱，Ｐｂ中毒后蚯蚓过氧化物酶和胆酶同工酶活性均增加。     

青霉素菌渣肥对西红柿根际土壤微生物和酶活性的影响

将不同剂量的青霉素菌渣肥施入种植西红柿的土壤中,研究菌渣肥对西红柿根际土壤微生物和酶活性的影响。结果表明:随着菌渣肥施入量的增加,细菌、放线菌和真菌数量总体上均逐渐增加,脲酶活性变化不明显,蔗糖酶活性逐渐增大,过氧化氢酶活性先增加后降低。在整个生长期,施入菌渣肥的3个处理单元中细菌、真菌数量逐渐增加,放线菌数量逐渐减少;不同处理单元间的酶活性变化规律不同。相关性分析表明:部分微生物之间呈显著或极显著正相关,部分酶之间呈显著正相关,酶与微生物之间则呈显著或极显著正相关。青霉素菌渣肥能够有效地改善土壤肥力。     

土壤重金属污染对蚯蚓（Opisthopora）影响的研究

研究了重金属污染区蚯蚓的群落结构、污染指示种类、以及污染影响的毒理指标．结果表明：随着重金属污染程度的增加，蚯蚓种类减少，蚯蚓体内重金属元素富集量增加．蚯蚓毒理实验表明：Ｃｄ中毒后过氧化物同工酶活性增加，脂酶同工酶活性减弱．Ｐｂ中毒后蚯蚓过氧化物酶和脂酶同工酶活性均增加．