菲在黑麦草种植土壤中的降解及其对土壤酶的影响

研究了种植黑麦草对土壤中3环多环芳烃菲的动态降解作用。结果表明,黑麦草可以促进土壤中菲的降解,在75 d的盆栽试验里,种植黑麦草土壤中菲的可提取浓度明显低于不种植土壤（p<0.05）。在菲浓度为5 mg kg^-1、50 mg kg^-1、200 mg kg^-1的3种处理中,种植黑麦草壤中菲的降解率分别为81.07%、90.35%、84.94%,而不种植土壤中菲的降解率分别为75.34%、86.62%、67.60%。种植黑麦草增强了土壤中多酚氧化酶、脱氢酶和过氧化氢酶的活性以及增加土壤中微生物生物量碳的含量,即提高了土壤中生物活性,从而促进了土壤中菲的降解率。不同浓度菲处理,土壤中生物活性存在明显差异,高浓度菲(200 mg kg^-1)对土壤中生物活性产生较强的抑制作用,影响土壤中生物对菲的降解作用,从而揭示了植物促进菲降解的生物学及酶学机理。黑麦草对土壤中多环芳烃有较强的忍耐性,但过高的菲浓度对黑麦草的生长有影响。     

红树植物秋茄对菲污染沉积物的根际修复研究

利用盆栽试验方法,研究了红树植物秋茄（Kandelia cande（lL.） Druce）对多环芳烃菲污染沉积物的修复作用。结果表明,在5、10、20、40mg·kg^-1菲处理浓度下,菲对秋茄的生长具有抑制作用,沉积物中菲初始浓度越高抑制作用越明显。4个月的修复试验结果表明,与无植物对照相比,种植秋茄能够明显促进沉积物中菲的降解。根际沉积物中菲的去除率为69%-82%,而非根际沉积物中菲的去除率为59%-66.9%。相同污染水平处理下根际沉积物中菲残留浓度低于非根际沉积物,而菲降解菌数量、多酚氧化酶和脱氢酶活性高于非根际沉积物,从而提高了沉积物中菲的降解率。     

利用改进的生物反应器研究不同通气条件下土壤中菲的降解

利用自行设计的生物反应器进行多环芳烃菲污染土壤的生物修复研究。在控制土壤水分、养分的情况下 ,设 6个通气处理 ,分析测定各处理的土壤菲降解率、微生物量、多酚氧化酶以及土壤酸度的动态变化。为期 6 0天的试验结果表明 ,通气量为 0 .0 8m3 h-1时 ,菲的降解率最高 ,达 72 .6 % ;与对照相比 ,微生物量最多 ,其中细菌、真菌都显著高于对照 ;多酚氧化酶活性也最高。通气量为 0 .0 8m3 h-1处理还可以控制土壤中酸度的变化 ,保持土壤中pH的稳定 ,从而更快地降解污染土壤中的菲。较高的菲降解率与通气改变土壤条件有关。在本实验的条件下 ,反应器中土壤细菌、真菌数量增加 ,多酚氧化酶活性提高 ,土壤保持稳定的pH值是土壤中菲降解率提高的主要原因。因而 ,改进的反应器具有较高的降解效果。本研究还表明 ,利用生物反应器能够快速、高效地消除土壤中的有机污染物 ,实现有机污染土壤的离位生物修复。     

甜菜与牧草间作对多环芳烃污染土壤的修复作用

通过盆栽试验方法，选择经济作物甜菜和牧草类黑麦草、苏丹草、香根草为供试植物，研究了甜菜与3种牧草分别间作及各自单作对多环芳烃（PAHs）菲、荧蒽、芘和苯并[a]芘污染土壤修复作用。结果显示：经6个月连续两茬种植试验后，所有种植植物的处理中土壤PAHs的去除率均高于无植物种植组，间作种植土壤PAHs的去除率高于单作，黑麦草、苏丹草、香根草与甜菜间作对土壤PAHs的去除率分别达到84.85%、79.96%、84.11%；在土壤污染条件下，间作模式更有利于甜菜生长；种植植物增强了土壤中多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性，间作模式下二者活性高于单作4.37%~43.07%，过氧化氢酶较多酚氧化酶对PAHs土壤污染更敏感，可作为关键酶用于评价土壤PAHs污染状况。在不影响农业生产的前提下，修复植物牧草和经济作物甜菜间作种植模式显著提高了土壤PAHs的降解率。     

蚯蚓在植物修复菲污染土壤中的作用

采用盆栽试验法,研究了蚯蚓（Pheretima sp.）在植物修复菲污染土壤中的作用。结果显示,试验浓度（20.05-322.06 mg.kg-1）范围内,蚯蚓活动促进了菲污染土壤中修复植物黑麦草（Lolium multiforum）的生长,其根冠比明显增大。添加蚯蚓72 d后,种植黑麦草的土壤中菲的去除率高达64.35%-93.40%,其平均去除率（80.92%）比无蚯蚓活动的土壤-植物系统（71.57%）提高9.35%,比无植物对照组（22.58%）提高57.34%。各种生物、非生物修复因子中,植物-微生物交互作用对菲去除的平均贡献率（53.56%）最为突出,比无蚯蚓活动时（47.48%）提高6.08%。说明蚯蚓活动可强化土壤-植物系统对土壤菲污染的修复作用。     

高锰酸钾氧化修复污染土壤中菲和芘的研究

利用人工污染土壤,研究了高锰酸钾对4种不同土壤中菲和芘的氧化修复效果。结果表明,当高锰酸钾浓度为33.33mmol·L^-1时,土壤中菲和芘的氧化去除率达到最大。高锰酸钾氧化去除率不仅与高锰酸钾浓度有关,还与土壤性质和老化时间有关。土壤有机质含量的增加会降低高锰酸钾对土壤中菲和芘的氧化去除率;随着老化时间的增加,高锰酸钾的氧化去除率逐渐降低。老化40d后,4种土壤中菲和芘的氧化去除率显著降低,菲的氧化去除率在14%～67%之间,芘的氧化去除率在61%～84%之间。高锰酸钾氧化前后,4种土壤中有机质含量下降范围为0.77%～9.21%。从土壤有机质含量来看,高锰酸钾氧化修复多环芳烃污染土壤对土壤质量影响较小,具有较好的应用前景。     

皂角苷增强洗脱复合污染土壤中多环芳烃和重金属的作用及机理

通过增溶实验和土壤洗脱实验,研究了一种生物表面活性剂——皂角苷（saponin）对多环芳烃-重金属复合污染土壤的洗脱作用及机理。结果表明,皂角苷对菲、芘等多环芳烃有极强的增溶作用,当皂角苷浓度为0.04%时,菲、芘在液相中的表观溶解度分别增大了约22倍和128倍,因而皂角苷能显著增强多环芳烃污染土壤中菲、芘的洗脱,洗脱效率最大分别可达84.1%和81.4%,增大了约2倍和17倍。皂角苷可与重金属离子形成水溶性的络合物,从而增强洗脱重金属污染土壤中的Zn^2＋和Cd^2＋,在皂角苷浓度为0.4%时,Zn^2＋、Cd^2＋的洗脱效率分别可达93.0%和79.4%,增大了约75倍和8倍。皂角苷可同时洗脱多环芳烃-重金属复合污染土壤中的菲、芘和Zn^2＋、Cd^2＋,洗脱效率分别达87.6%、83.5%和92.3%、78.6%,重金属的存在略增大了皂角苷对菲、芘等多环芳烃的洗脱效率,但多环芳烃对Zn^2＋、Cd^2＋的洗脱效率没有明显影响。皂角苷可同时增强洗脱复合污染土壤中的多环芳烃和重金属,从而为多环芳烃-重金属复合污染土壤的修复奠定基础。     

黑麦草对土壤中苯并[a]芘动态变化的影响

本文通过盆栽试验初步研究了黑麦草 (LoliummultiflorumLam)对污染土壤中多环芳烃苯并 [a]芘动态变化的影响。盆栽试验设计 3种苯并 [a]芘处理浓度 ,分别为 1、10、10 0mgkg-1。将苗龄为 1周的黑麦草移植于受苯并 [a]芘污染的土壤中 ,同时设置有相同的苯并 [a]芘处理浓度但不种植物的对照试验。试验在2 0m3 的控温、控光的生长室内进行 ,土壤湿度维持在田间持水量的 6 0 %。通过 12 0d的温室盆栽试验 ,观察到土壤中苯并 [a]芘的可提取浓度随着时间逐渐减少 ,种植黑麦草加快了土壤中可提取态苯并 [a]芘浓度的下降。在 1、10、10 0mgkg-1苯并 [a]芘处理浓度下 ,黑麦草生长的土壤中苯并 [a]芘的减少率分别达 82 3%、74 0 %和 5 5 9%。结果还显示 ,随盆栽时间的延长 ,黑麦草根圈土壤中多酚氧化酶含量提高 ,这可能根圈土壤中可提取态苯并 [a]芘含量降低有关。黑麦草的地上部可以积累苯并 [a]芘 ,变幅在 0 0 6～ 3 6 0mgkg-1。初步认为 ,土壤具有缓解苯并 [a]芘污染的自然本能 ,促进黑麦草生长 ,增强土壤多酚氧化酶活性 ,可提高黑麦草对苯并 [a]芘污染土壤的修复能力。     

丛枝菌根对菲芘污染土壤中几种酶活性的影响

采用温室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌（AMF）Glomus mosseae和Glomus etunicatum对菲芘复合污染土壤中3种酶活性的影响。宿主植物为三叶草（Trifolium repens L.）和黑麦草（Lolium multiflorum Lam）。土样中菲和芘起始浓度分别为203.4mg·kg^-1和107.5mg·kg^-1。结果表明,植物增加了土壤多酚氧化酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性。接种Glomus mosseae和Glomus etunicatum使三叶草根际土壤多酚氧化酶活性20-60d分别增加19.6%-72.0%和29.7%-90.6%,过氧化氢酶活性分别增加3.3%-12.2%和7.8%-34.7%,酸性磷酸酶活性总体呈增加趋势;接种Glomus mosseae使黑麦草根际多酚氧化酶活性增加18.0%-43.1%,过氧化氢酶活性总体上呈降低趋势,酸性磷酸酶活性先升高后降低。供试的两种AMF对三叶草根际酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响30d前有显著差异。AM真菌作用的性质与宿主植物特性有关。     

几种豆科、禾本科植物对多环芳烃复合污染土壤的修复

通过盆栽试验,研究了几种豆科植物与禾本科植物对多环芳烃(PAHs)复合污染土壤的修复作用。结果显示,90天后8种植物对土壤中PAHs均有不同程度降解效果,其中紫花苜蓿和多年生黑麦草对土壤PAHs的去除率分别达48.4%、46.8%,且对3环PAHs去除较为彻底,对4环及4环以上的PAHs去除效果较差。8种供试植物对PAHs均有一定的吸收、富集与转运的能力,紫花苜蓿和多年生黑麦草对土壤PAHs的生物富集系数分别为0.096、0.085,其提取修复效率为0.017%和0.013%。可见,紫花苜蓿和多年生黑麦草具有较好的根际修复潜力。