不同污染强度下PAHs降解基因在土壤-根表-植物系统中的分布

[目的]本文旨在解析植物-微生物联合修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的分子机制,并为在PAHs污染区生产安全的农产品提供技术支持和理论依据。[方法]以紫花苜蓿为供试植物,以菲和芘作为供试PAHs,以PAHs降解菌株Sphingobium sp. RS2为供试菌株,在根箱装置中进行温室盆栽试验,通过高效液相色谱技术和实时荧光定量PCR技术,研究不同PAHs污染浓度对种植紫花苜蓿的土壤-根表-植物系统中PAHs降解基因丰度和分布的影响。[结果]高浓度PAHs污染对紫花苜蓿的生长有抑制作用,而接种功能菌株RS2可以促进紫花苜蓿的生长。与未接种RS2的对照组相比,接种RS2的处理组紫花苜蓿生物量平均增加约22.4%。根际土壤中PAHs残留量显著低于非根际土壤。随PAHs污染浓度增加,降解基因丰度也增加。根表部位降解基因丰度最高,各层室土壤次之,植物根部和茎叶部丰度最低;在同一采样区域中,phe基因丰度显著高于nahAc和nidA基因。菲、芘残留量与nahAc基因丰度呈显著正相关。[结论]在土壤-根表-植物系统中,PAHs降解基因的丰度受PAHs浓度的影响,且根表环境中PAHs降解基因丰度最高,是PAHs代谢最为旺盛的区域。根表的PAHs代谢在去除土壤PAHs污染以及减低植物PAHs污染风险中起着不可替代的作用。     

栾树对土壤多环芳烃修复机制初探

多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于环境中的有机污染物,由于其致癌性和致突变性而受到广泛关注。采用盆栽实验,研究了栾树在3种污染水平下对土壤中PAHs的去除效果与修复机制。结果表明:在试验浓度范围内(7.35～46.23 mg.kg-1),种植栾树1 a后,PAHs降解率为60.69%～75.14%;比对照(无植物处理)PAHs降解率平均提高了22.96%,且以L2污染水平下降解率最大。栾树能够在一定程度上吸收与累积土壤中PAHs,且累积量与土壤PAHs的添加浓度呈正相关,根部PAHs累积量大于干叶部。修复机制反映出植物-微生物间的交互作用、微生物降解是修复土壤PAHs的主要途径。     

基于文献计量分析的近30年国内外盐碱地研究进展

[目的]为全面了解盐碱地领域研究发展现状和未来研究趋势.[方法]利用Web of Science的核心合集数据库文献检索功能,结合HiteSpace和VOSviewer等文献可视化分析软件,系统总结并分析了盐碱地领域研究的发文量、关键词、国家、机构、作者等.[结果]盐碱地领域研究正处于快速发展阶段,总发文量呈二次函数形式增长;发文量最多的国家是中国,发文量最多的研究机构是中国科学院,发文量最多的作者是中国科学院新疆生态与地理研究所李彦,发文量最多的期刊为《Agricultural Water Management》.中国和美国、澳大利亚等国有密切合作关系,中国科学院与发文量较多的几个研究机构均有密切关系.盐碱地领域研究主要集中在植物对盐胁迫响应、农田水肥管理、土壤改良、土壤微生物等方面.未来研究热点可能集中在农业水资源可持续利用和土壤微生物多样性2方面.[结论]该研究有助于研究者了解盐碱地领域研究现状及未来研究热点.     

野外长期污染土壤中残留多环芳烃的提取

[目的]准确定量野外污染土壤中残留的PAHs,为PAHs污染土壤的修复提供依据。[方法]针对长期石油污水灌溉农田土壤,对比了常用PAHs提取方法（索氏、震荡和超声提取方法）的提取效率差异。[结果]索氏提取法对土壤中总PAHs的可提取量最高（6 873.7μg/kg）,其次为往复震荡提取法（6 698.8μg/kg）,超声提取法最低（5 737.6μg/kg）,约为前2种提取方法的84%左右;相对于其他提取方法,索氏提取对4环和6环PAHs的提取效率最高,震荡提取对2环和5环PAHs的提取效率最高,超声萃取仅对3环PAHs提取效率最高。[结论]该研究为野外污染土壤中残留PAHs定量评价方法的选择提供了技术支持。     

野外长期污染土壤中残留多环芳烃的提取

[目的]准确定量野外污染土壤中残留的PAHs,为PAHs污染土壤的修复提供依据。[方法]针对长期石油污水灌溉农田土壤,对比了常用PAHs提取方法（索氏、震荡和超声提取方法）的提取效率差异。[结果]索氏提取法对土壤中总PAHs的可提取量最高（6873.7μg/kg）,其次为往复震荡提取法（6698.8μg/kg）,超声提取法最低（5737.6μg/kg）,约为前2种提取方法的84%左右;相对于其他提取方法,索氏提取对4环和6环PAHs的提取效率最高,震荡提取对2环和5环PAHs的提取效率最高,超声萃取仅对3环PAHs提取效率最高。[结论]该研究为野外污染土壤中残留PAHs定量评价方法的选择提供了技术支持。     

流域非点源污染文献计量分析

非点源污染成为制约中国社会经济和环境可持续发展的重要因素。为了准确掌握流域非点源污染研究的全球状况和前沿动态,客观反映相关国家或地区在该领域的科学能力和科学影响,采用ISI Web of Knowledge的Web of Science引文数据库,选用基本检索方式,以流域非点源的相关术语作为主题检索词,对1900年-2012年之间该库收录的此领域的相关文献进行计量分析。结果表明:从发文量、研究机构和研究人员、高被引文献分析可以看出,美国在此领域成绩卓越,领先于其他国家;在典型机理模型运用方面,SWAT的发文量最多,占模型运用相关文献发文量的52%;国际上该领域最主要的期刊有Journal of The American Water Resources Association、Science of The Total Environment、Journal of Hydrology和Journal of Environmental Quality;中国科学院、北京师范大学和浙江大学的流域非点源污染领域发文量在中国位居前3位。     

本源微生物修复稠油污染土壤最佳生态条件优选试验

[目的]探讨本源微生物修复稠油污染土壤最佳生态条件。[方法]从辽河油田稠油污染土壤中分离出本源微生物高效降解菌株,首先通过对pH、稠油浓度、营养元素、接种量等因素进行单因素试验,然后根据单因素试验结果,进一步进行正交试验得出本源微生物降解稠油污染土壤的最佳生态条件。[结果]影响微生物降解稠油污染土壤降解率因素的主次顺序依次为石油浓度接种量pHKNO3KH2PO4;微生物的最佳生态降解条件为:KNO3为0.45 g,K2HPO4为1.10 g,pH=8,接种量为2 ml,石油浓度为0.2%,此时降解率高达61.87%。[结论]该研究为稠油污染土壤的微生物修复提供了理论依据。     

高浓度多环芳烃污染土壤的微生物-植物联合修复技术研究

[目的]本文旨在研究多环芳烃(PAHs)污染场地微生物-植物联合修复PAHs污染土壤的效果。[方法]利用紫花苜蓿与PAHs降解菌株Rhizobium petrolearium SL-1联合修复土壤中PAHs,设置4个处理:不种苜蓿,不接根瘤菌(CK);不种苜蓿,接根瘤菌(菌);种苜蓿,不接根瘤菌(苜蓿);种苜蓿,接根瘤菌(苜蓿+菌),每个处理设3个重复。盆栽试验土壤取自山东新泰某焦化厂PAHs实地污染土壤,分别于处理20和60 d定期取样;大田试验农田位于河北省唐山市某发电厂附近,分别于处理60和90 d定期取样。测定苜蓿的株高和干质量等生理指标,并利用GC/MS分析土样中的16种PAHs组分降解规律。[结果]盆栽试验中,"苜蓿+菌"处理20和60 d时的苜蓿株高和干质量指标均优于仅种植苜蓿处理;"苜蓿+菌"联合降解PAHs效果明显优于只种植苜蓿或只接菌处理;PAHs不同组分间的降解效果从大到小依次为3环、2环、4环、6环、5环。在大田试验中,60和90 d修复效果同样呈现"苜蓿+菌"联合降解PAHs效果大于只种植苜蓿或只接菌的处理。修复60 d后土壤中低环PAHs的降解率明显高于高环PAHs,PAHs降解效果从大到小依次为2环、3环、4环、5环、6环,但修复90 d后土壤中低环PAHs和高环PAHs的降解率无明显差异。[结论]在PAHs污染土壤或大田试验条件下接种菌株SL-1对紫花苜蓿具有明显的促生作用,并且微生物-植物联合修复比单独微生物或植物修复能更有效地降解PAHs。     

基于CiteSpace的重金属污染土壤修复研究文献计量分析

以Web of Science数据库及中国知网的文献资料为数据源,利用CiteSpace文献计量工具,对1998—2018年重金属污染土壤修复研究领域的相关文献从发文量、发文国家、发文机构、关键词、作者群体、载文期刊及论文被引频次方面进行分析,以此探讨国内外该领域研究现状及未来发展态势。结果表明,土壤重金属修复研究文献数量呈快速增长态势,中国、美国、西班牙、意大利、韩国等是外文文献发文量较多的国家;外文文献主要载文期刊有Chemosphere、Journal of Hazardous Materials、Environmental Science and Pollution Research等,中文文献主要载文期刊有《农业环境科学学报》《生态环境学报》等;在外文文献发文数量、论文被引频次方面,中国科研机构都占据重要地位,表明我国在该研究领域有着较强的国际学术影响力;从关键词出现频次及文献被引频次分析可知,土壤镉、铅、锌、铜的累积特征及修复是当前该领域主要研究内容,而植物修复及生物炭在土壤重金属修复研究中的应用是当前该领域研究热点;修复机理研究、新型修复技术的研发、综合修复体系研究以及土壤重金属修复大田实践示范工作是未来该领域研究的重要方向。     

菌株Trametes hirsuta zlh237发酵液对污染土壤中多环芳烃的降解及群落结构分析

[目的]利用中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室分离获得的菌株Trametes hirsuta zlh237,研究生物强化(接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液)对污染土壤中3种多环芳烃(PAHs)[Phenanthrene、Pyrene和Benzo[a]pyrene(BaP)]的降解效果,为该菌株在PAHs污染土壤中的应用提供科学依据.[方法]采用高效液相色谱(HPLC)检测7个处理土壤(接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液的Phenanthrene、Pyrene和BaP污染土壤分别标记为PheBA、PyrBA和BaPBA,接种灭菌发酵液的污染土壤分别标记为Phe、Pyr和BaP,原始土壤标记为CK)中3种PAHs含量,利用ABTS法检测土壤中漆酶活性,并运用高通量测序技术分析修复后土壤中细菌群落结构的变化.[结果]菌株T.hirsuta zlh237在3种PAHs污染土壤中均能生长,接种菌株发酵液15 d后,3种PAHs均有一定降解,其中BaP降解效果最佳,降解率达33.99%;且菌株T.hirsuta zlh237在3种污染土壤中均能分泌漆酶.高通量测序Alpha多样性指数分析结果表明,污染土壤接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液后,Chao1指数和Shannon指数显著增加(P<0.05),不同处理土壤样品的Chao1指数和Shannon指数排序均为:PheBA>PyrBA>BaPBA>CK>Phe>Pyr>BaP.Beta多样性的主成分分析(PCA)结果表明,接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液能改变污染土壤细菌群落结构组成;在门分类水平上,污染土壤样品中变形菌门(Proteobacteria)为优势门;在属分类水平上,接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液的污染土壤样品中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)为优势菌属,接种灭菌发酵液的污染土壤Phe和Pyr样品中苯基杆菌属(Phenylobacterium)为优势菌属,而BaP样品中假单胞菌属(Pseudomonas)为优势菌属.[结论]菌株T.hirsuta zlh237发酵液在PAHs污染土壤中能分泌漆酶,对3种PAHs均有一定的降解效果,且能改变污染土壤细菌群落结构组成,在一定程度上对PAHs污染土壤有较好的修复效果.     

我国土壤环境标准体系的构建

[目的]制定有效的土壤环境标准体系。[方法]在分析当前国际上有关土壤环境保护领域的动态以及我国《土壤环境质量标准》(GB156182-1995)存在问题的基础上,提出了构建我国土壤环境标准体系的初步构想。[结果]我国土壤环境质量不断恶化,土壤污染日益严重,现有的土壤环境质量标准存在诸多不足,已无法满足土壤环境保护工作的需要,制定土壤环境标准体系十分重要。根据我国目前的土壤污染情况,结合国内外最新研究进展,参考国家环境标准体系的构成,建议我国的土壤环境标准体系应当包括土壤环境质量标准、进入土壤的污染物控制标准、污染土壤修复标准。[结论]该研究可为预防和治理我国土壤污染、改善土壤质量提供参考。     

土壤和植物样品的多环芳烃分析方法研究

采用超声提取的前处理方法并结合HPLC/UV分离和分析技术,研究了土壤和植物样品的多环芳烃(PAHs)分析方法。结果表明,植物样品中供试6种PAHs的方法回收率为76.00%￣103.1%,相对标准偏差(RSD)均小于4.1%。土壤样品(干土或湿土,湿土含水量为50%田间持水量)中6种PAHs的方法回收率均高于85%,RSD则低于3.1%;但干土的方法回收率要高于湿土,RSD则比湿土略低。所建立的分析方法具有操作简单、省时的优点,有可接受的回收率和较好的重复性,可用于污染土壤和植物样品的PAHs检测分析。     

国内外数字阅读行为研究综述

[目的/意义]对国内外数字阅读行为相关研究做系统梳理,总结研究现状,为日后该领域的研究提供参考。[方法/过程]笔者以Web of Science数据库及CNKI为数据来源,从数据库中选取相关文献,以可视化方法,绘制数字阅读行为领域知识图谱,对该领域研究主题热点进行分析。[结果/结论]结果显示,数字阅读行为的相关研究可大致划分为理论研究、行为研究、影响因素研究和策略研究4个类别,通过主题热点分析发现,国内该领域的研究主题广泛但学科交互性不强,对新兴方法和工具的应用程度不高,今后该领域尚需加强跨域合作,加强对各类前沿研究方法和技术工具的引入。     

中国农牧交错带研究进展

[目的]综述中国农牧交错带研究进展。[方法]从不同土地利用类型对土壤、降水及水源涵养、气候和覆被4个方面的影响出发,对我国农牧交错带热点问题的研究现状进行了总结,并对农牧交错带研究今后的发展提出了建议。[结果]中国农牧交错带研究取得了较大进展,但仍不够深入和全面。建议：目前我国的农牧交错带研究应围绕怎样解决农田和草地退化这一核心问题展开深入研究;对农牧交错带研究较薄弱的方面进行多领域融合式的深入分析;将农牧交错带的研究成果充分用于生态环境的恢复、提高生产力等实际生产生活中;将农牧交错带各方面的研究归结到全国以至全球的高度上,进行各领域更加全面的延伸。[结论]为我国农牧交错带的生态保护提供了参考。     

基于多元统计分析的土壤-环境关系研究

[目的]基于多元统计分析方法,研究土壤与环境之间的关系。[方法]以陕北米脂县为例,在野外调查取样、实验室分析的基础上,利用Canoco多元统计分析,探讨土壤性质与环境因子之间相关性。[结果]环境因子对土壤性质的影响程度依次为:土地利用>植被类型>退耕年限>植被盖度>坡向>坡度>海拔高度,土地利用和植被类型对土壤性质有显著影响,是土壤性质空间变异的最主要的环境制约因子,而退耕年限则与土壤养分的积累关系密切。[结论]该研究为我国黄土高原地区生态环境的建设提供了理论依据。     

中国农牧交错带研究进展

[目的]综述中国农牧交错带研究进展。[方法]从不同土地利用类型对土壤、降水及水源涵养、气候和覆被4个方面的影响出发,对我国农牧交错带热点问题的研究现状进行了总结,并对农牧交错带研究今后的发展提出了建议。[结果]中国农牧交错带研究取得了较大进展,但仍不够深入和全面。建议：目前我国的农牧交错带研究应围绕怎样解决农田和草地退化这一核心问题展开深入研究;对农牧交错带研究较薄弱的方面进行多领域融合式的深入分析;将农牧交错带的研究成果充分用于生态环境的恢复、提高生产力等实际生产生活中;将农牧交错带各方面的研究归结到全国以至全球的高度上,进行各领域更加全面的延伸。[结论]为我国农牧交错带的生态保护提供了参考。     

我国棉铃虫研究核心期刊载文计量分析

[目的]为进一步研究棉铃虫的发生与防治提供文献数据。[方法]基于文献计量学分析方法,以中国学术期刊电子杂志社的《中国期刊全文数据库》为数据来源,对2001～2010年我国有关棉铃虫核心期刊研究文献的年份数量、研究领域、核心期刊、文献主要产出单位情况进行统计分析。[结果]得出棉铃虫研究文献有效篇目519篇;2001～2010年我国核心期刊发表的棉铃虫相关论文数量呈逐年递减的趋势;我国农业工作者在棉铃虫研究方面,注重田间发生和防治,同时对其生态、生理和行为等方面也有所研究;《昆虫学报》为发表文献数量最多的核心期刊,其次为《中国棉花》和《昆虫知识》;文献主要产出单位是江苏省农业科学院植物保护研究所、中国科学院动物研究所等5个科研院所。[结论]为我国棉铃虫的发生和为害问题研究提供了有价值的文献数据。     

土壤处理剂对土壤钾和重金属含量的影响

[目的]寻找能够改良土壤的土壤处理剂,探索不同土壤处理剂对土壤的改良效果。[方法]通过5种不同处理剂在豇豆的田间试验,研究不同土壤处理剂对豇豆产量和土壤中钾、砷、铅、汞和镉等含量的影响。[结果]施用土壤处理剂后豇豆产量均高于对照;土壤中重金属含量均有不同程度的下降。[结论]施用土壤处理剂有利于降解土壤中重金属。