外加不同铁源和丛枝菌根对砷污染土壤上玉米生长及磷、砷吸收的影响

通过盆栽模拟试验研究了添加不同铁源及接种丛枝菌根真菌(Arbuecular mycorrhizal fungi,AMF)对高砷污染土壤上玉米生长及其吸收磷、砷、铁、锰、铜和锌的影响.试验结果表明,与对照相比,添加硫酸亚铁并接种AMF显著地提高了土壤有效铁、锰含量,降低了土壤中水溶性砷、磷含量以及玉米地上部砷的含量,并极大地增加了植株对磷的吸收,提高了植株体内磷砷吸收量之比,从而明显地改善了植株的菌根建成和生长状况.在不接种情况下,硫酸亚铁和石灰混合处理显著地降低了土壤水溶性砷、磷含量及根系砷含量,并明显增加了磷的吸收以及磷、砷吸收量的比值,使玉米植株生物量和根长增加的幅度较其它铁源处理时更大.尽管添加铁尾矿砂增加了土壤水溶性磷的含量以及植株磷的吸收而在一定程度上改善了玉米的生长,但这种效果以不接种时更为明显,因而有必要根据土壤的污染程度调整铁尾矿砂的添加量和接种抗性菌株,以强化植物的抗砷能力.     

亚热带丘陵区集约化养猪场氨气近源沉降的土壤和植物氮素响应

选取中国亚热带丘陵区一集约化育肥猪场为研究对象,采用环形扩散管大气采样系统(DELTA),开展为期1 a养殖场500 m近源区大气氨浓度监测,采用双向交换模型,估算氨沉降量。采集养猪场近源区土壤、植株样品,探究大型集约化养殖场近源区土壤、植物氮素对氨沉降梯度的响应特征。结果表明：养猪场近源区土壤无机氮含量为2.3—32.4 mg·kg^-1(以铵态氮为主),随氨沉降量增加而增加。草本(白茅)盖度随氨沉降量增加而增加,500 m范围内增幅平均可达45.7%;灌木(黄荆)盖度随氨沉降量增加而减小,降幅平均为27.5%。植株叶片氮含量与氨沉降间关系不明显,灌木、苔藓叶片δ¹⁵N值为-13‰—-2‰,且随氨沉降增加而减小。δ¹⁵N可用于识别植物叶片氮素来源,与植株叶片总氮含量相比,植株叶片δ¹⁵N对氨沉降具有更好的生物指示作用。     

花生对土壤中邻苯二甲酸酯的吸收累积特征

选择邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(di-(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)作为目标污染物,通过盆栽试验研究花生(Arachis hypogaea)对土壤中邻苯二甲酸酯的吸收累积特征.结果表明:邻苯二甲酸酯污染对青花7号花生生物量无显著影响,而青花5号花生生物量则显著降低,在污染水平I(40 mg·kg-1)和污染水平II(80 mg·kg-1)下花生籽粒产量分别减少24.11%和48.75%.随着土壤中邻苯二甲酸酯污染水平的增高,花生植株各部位的DBP和DEHP含量均呈显著升高趋势,花生根系DBP和DEHP含量显著高于其它部位.在2个污染水平下,花生籽粒对DBP和DEHP的富集量占植株富集总量的比例最高.花生种植后土壤中邻苯二甲酸酯残留量均有所降低,在相同的污染水平下DEHP残留量显著高于DBP.花生籽粒对DBP的富集系数高于DEHP的生物富集系数,分别介于0.50~1.87和0.53~0.98之间.     

蚯蚓(Eisennia foetida)对玉米根际As、P形态转化及其吸收的影响

从湖南省石门县的As矿区附近采集不同程度As污染的农田土壤,通过盆栽添加秸秆和接种蚯蚓等处理来研究蚯蚓对玉米根际As、P形态转化及其吸收的影响,10周后收获玉米,测定了玉米生物量、体内As、P含量以及根际土壤中As、P形态.结果发现,与对照相比,不论土壤含As浓度高低,接种蚯蚓或同时施加秸秆增加玉米地上部和地下部的生物量,最高分别高出对照149％和222％.在中、高As土壤中,玉米地下部As浓度是蚯蚓和同时添加秸秆处理中最高,地上部是单接蚯蚓处理高于单施秸秆处理.不同As浓度下,地下部P浓度是单接蚯蚓处理的最高,地上部是单施秸秆处理的最高.逐级提取法分析根际土壤As、P形态表明,低As土壤中Ca-P影响玉米吸收As（r=0.981）,中、高As土壤中晶态的Fe、Al水合氧化物态As不利于玉米吸收Al-P,相关性系数分别为0.953、0.997.接种蚯蚓或同时施加秸秆,促进根际土壤中非专性吸附态的、Fe和Al结合态的As形态含量以及O-P含量升高,在中、高As土壤中效果更明显.     

Fractionation of rare earth and other trace elements in crabs, Ucides cordatus, from a subtropical mangrove affected by fertilizer industry

Fractionation of rare earth elements (REE) and other trace metal concentrations (Th, U, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn) between mangrove sediments and claw muscles and shells of male crabs (Ucides cordatus) from a subtropical estuary highly impacted by fertilizer industry activities was investigated. This is the first record of REE distribution in these organisms, and the results showed higher accumulations of these metals, U and Th in shells, probably related to the replacement of Ca during molting. Contents of Cd, Cr and Ni were similar in both tissues, but Cu, Zn and Pb were mostly accumulated in the claw muscle with concentrations above those considered safe for human consumption according to the Brazilian legislation. REE fractionation was different in the analyzed tissues being softer in the shells. The results provided evidences that the water absorbed during molting controls the chemistry of REE in shells. In contrast, the chemistry of REE in the claw muscle, in which was observed preferential absorption of light REE, is controlled by diet. REE fractionation obtained for the claw muscles was closely correlated to the observed in the contaminated substrate and in materials related to the production of phosphate fertilizers (contamination source), which supports their transference to this Ucides cordatus tissue without fractionation by the ingestion of sediments. Our results showed the potential use of crab tissues for monitoring REE and trace element sources in mangrove areas, with claw muscle exhibiting the contaminant source fingerprint.     

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.     

镉对黑斑蛙精巢细胞色素P450酶及谷胱甘肽转移酶活性的影响

细胞色素P450酶(CYP450)和谷胱甘肽转移酶(GST)是动物体内主要的解毒酶,在外源毒物的转化和代谢过程中具有重要作用.本文在实验条件下, 将健康性成熟黑斑蛙(Rana nigromaculata)暴露于浓度分别为0.005、0.01、0.05、0.1、0.5和1.0 mg·L^-1的Cd溶液中30 d, 采用荧光分光光度法和紫外分光光度法测定精巢组织乙氧基异酚恶唑脱乙基酶(EROD)、红霉素N-脱甲基酶 (ERND)、氨基比林-N-脱甲基醇酶(APND)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性,探讨Cd在精巢的可能代谢过程和毒性机理.结果表明, 与对照组比较, EROD和GST酶活性在0.5和1.0 mg·L^-1 Cd处理组被显著抑制; ERND酶活性在0.01~1.0 mg·L^-1 Cd处理组均被显著抑制;而APND酶活性在各处理组响应变化不明显.结果显示, 精巢EROD、ERND和GST对Cd胁迫的敏感性高于APND, 黑斑蛙精巢中EROD、ERND和GST酶活性的响应可用来评价环境中低水平Cd的污染效应.     

牵牛花对石油污染盐碱土壤微生物群落与石油烃降解的影响

利用磷脂脂肪酸（PLFAs）生物标记法分析野生型牵牛花（Pharbitis nil （Linn.） Choisy）根际土壤微生物群落结构,探讨牵牛花生长对石油烃污染土壤微生物群落与石油烃降解的影响.结果表明,供试土壤微生物群落中,先后出现了24种PLFAs,包括标记细菌的饱和脂肪酸（SAT）、革兰氏阳性菌（G⁺）的末端支链饱和脂肪酸（TBSAT）、革兰氏阴性菌（G^-）的单不饱和脂肪酸（MONO）和环丙脂肪酸（CYCLO）、真菌的多不饱和脂肪酸（PUFA）和放线菌的中间型支链饱和脂肪酸（MBSAT）等六大类型.PLFAs的主成分分析（PCA）表明,牵牛花根际与对照组（未种牵牛花,CK）土壤微生物群落具有明显的差异,微生物多样性在春季增加83%、夏季增加140%、秋季增加50%;微生物的生物量在春季增加97.6%,夏季增加116.3%,秋季增加60.3%.牵牛花根际与对照组相比土壤中石油烃降解率明显提高,在春、夏、秋季分别提高了7.5%、34.2%和19.7%;并且,在牵牛花生长的不同季节石油烃的降解率有明显的差异,春季为22.3%,夏季为51.8%,秋季为38.0%.相关性分析表明,石油烃降解与土壤微生物总生物量具有中等程度的相关性（|r|=0.75）;与G⁺细菌、甲烷氧化菌的生物量具有高度相关性,相关系数|r|>0.8;与G^-的生物量具有中度相关性,相关系数为|r|=0.74;与真菌的生物量具有低度相关性,相关系数为|r|=0.36,与放线菌没有相关性,相关系数为|r|<0.30.     

异养硝化-好氧反硝化菌Burkholderiasp.YX02强化连续流反应器中微生物群落结构解析

为揭示生物脱氮反应器中微生物群落结构随时间变化的动态演替过程,以投加包埋固定化异养硝化-好氧反硝化菌Burkholderia sp.YX02建立的连续流反应器为研究对象,利用PCR-DGGE技术获得了不同阶段下微生物群落结构的DNA特征图谱并对图谱进行了多元统计分析,同时考察了微生物群落结构的变化与反应器中p H、NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N及COD等环境因子的相关性.结果表明,反应器在18 d的运行期间微生物群落较为丰富,各阶段群落结构的相似性并不随着反应器的运行而有序递减,相邻阶段群落结构的相似性先下降后上升,反应器内的菌群经演替最终形成了稳定的菌群结构.Shannon-Wiener多样性指数变化与反应器的运行显著关联,不同阶段多样性指数差异明显,整体上呈先下降后上升的趋势,运行后期出现了新的菌群.UPGMA聚类分析大致将反应器的运行过程划分为3个时期,且不同时期存在一定的演变关系.对DGGE图谱进行主成分分析(principal component analysis,PCA)表明,随着反应器的运行,劣势菌被大量淘汰、优势菌株常驻,运行后期形成以包埋菌Burkholderia sp.YX02为代表的新的菌群结构.对微生物的群落结构与环境因子的相关性进行典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)表明,NO-2-N对微生物群落结构的影响最大,其次为NO-3-N、NH+4-N和COD,p H影响最小.     

巢湖沉积物有效态磷与硫的DGT原位同步分析研究

沉积物有效态磷(P)与硫(S)的含量分布是影响湖泊营养元素循环和水体富营养化的重要因子.本文利用Zr O-Ag I薄膜梯度扩散技术(Zr O-Ag I DGT)原位同步获取了南淝河-巢湖沉积物中有效态P和S的高分辨分布信息.结果发现:绝大部分沉积物有效P和S自界面向下呈急剧升高趋势,并在50 mm深度内出现峰值;河道内沉积物有效P和S的含量高于湖体,且P在界面的表观释放通量明显高于湖体,表明河道沉积物是湖体P的输入源.部分采样点出现有效P与S同步变化的现象,两者具有显著相关性,证实沉积物内部P和S存在同步释放的规律.