不同强化调控措施对多氯联苯污染土壤的修复效应

通过微宇宙试验,以添加碳源、翻耕、覆膜为调控因子,研究生物强化措施对多氯联苯污染土壤的修复效果,并对修复前后土壤微生物数量以及功能多样性进行研究。结果表明,土壤翻耕处理是最有效的修复措施,修复效率达到29.3%;添加淀粉与覆膜处理,效果相近,并且均显著高于对照。添加淀粉和翻耕均显著增加了土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,但降低了土壤微生物功能多样性。而覆膜处理则使土壤微生物数量及其活性和多样性均下降。可见,不同的调控措施不仅能够强化土壤中多氯联苯的降解,同时也会影响到土著微生物群落结构及其活性和功能。     

多氯联苯污染土壤的微生物生态效应研究

以多氯联苯（Polychlorinated biphenyls，PCBs）自然污染的农田土壤为材料，分析土壤中微生物区系组成、生物量C、N、土壤基础呼吸以及微生物群落功能多样性的变化。研究结果表明，在以4-氯、5-氯同系物为主的PCBs污染土壤中，污染程度对土壤细菌、放线菌的数量影响不明显，而真菌的数量除与土壤污染程度有关，可能还受到土壤pH等性状的影响；土壤微生物C、N与土壤基础呼吸随污染程度的加剧呈下降趋势，但微生物C／N基本没有变化；Biolog分析显示，土壤微生物代谢剖面（AWCD）及Simpson指数在污染程度相差较大的两组土壤样品中差异均达到了显著性水平，表明PCBs污染引起了土壤微生物群落功能多样性下降，降低了微生物对不同单一碳源底物的利用能力。     

多环芳烃长期污染土壤的微生物强化修复初步研究

本研究通过室内模拟试验,以急性毒性较强的菲(Phe)和遗传毒性较强的苯并[a]芘(B[a]P)为代表性多环芳烃(PAHs)污染物,以不同C源、通气状况和水分条件为调控因子,对PAHs长期污染土壤的土著微生物强化修复进行初步研究。结果表明,搅动处理使污染土壤中Phe和B[a]P的降解率分别达59.44%和26.14%,而淹水处理使两者降解率分别达46.48%和13.27%。添加C源(淀粉和葡萄糖)处理提高了土壤中PAHs的降解率,且随着C源的施用量而增加。同时也发现污染土壤中PAHs降解菌和微生物总量呈正相关,并随着PAHs降解菌数量的增加,土壤中PAHs降解率也随之提高。可见,土壤中PAHs降解速率主要决定于PAHs的降解菌数量。     

多氯联苯复合污染土壤的微生物群落结构多样性变化

土壤微生物群落结构多样性是指示土壤生态系统稳定性及其功能的重要传感器。采用磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acids,PLFAs）方法,对长江三角洲地区某POPs高风险区PCBs长期复合污染土壤的微生物群落结构多样性进行了初步研究。结果表明,PCBs重度污染土壤中格兰氏阴性菌（16：1w9、cy17：0等）和厌氧微生物（18：1w7）的PLFAs组分含量较多,而格兰氏阳性菌（如i15：0、i17：0等）、放线菌（16：0（10Me））及真菌（18：2ω6,9）和好氧性微生物的PLFAs含量较低,表明PCBs污染土壤中微生物群落结构与组成发生了明显变化。这一结果为PCBs降解微生物资源的定向筛选提供了科学依据。     

降解菌HQ-C-01对克百威污染土壤的生物修复

在室内模拟条件下,研究了降解菌HQ-C-01(Pichia anomala)对克百威污染土壤的修复作用及其影响因素,同时研究了克百威及该菌株对土壤微生物的影响。结果表明,克百威降解率与降解菌HQ-C-01接种量呈正相关,降解菌接种量为2.09×108 CFU/g干土时,对土壤中50 mg/kg克百威10天降解率达82.89%;当降解菌接种量低于106 CFU/g干土时,降解菌对克百威的降解效果较弱。土壤含水量显著影响降解菌对克百威的降解率,含水量为600 g/kg时降解效果最好,降解率达85.32%,而当含水量低于200 g/kg时降解效果较差。在温度范围25℃~35℃降解菌对克百威都具有较好的降解效果。不同土壤pH值对降解菌的降解作用有显著影响,在pH值为7时,降解菌对土壤中50 mg/kg克百威10天降解率达85.62%,在较低和较高pH值下,降解效果较差。克百威使用对土壤菌落结构有一定的影响,对土壤真菌具有强烈刺激作用,从而使土壤微生物群落结构发生改变,而降解菌的使用可缓解克百威对土壤微生物的影响,修复受污染土壤。     

玉米幼苗对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响

通过盆栽土培试验研究了玉米幼苗生长期间对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响。结果表明，玉米加快了土壤中芘的降解，提高了芘在土壤中的降解速率。试验期间，根际土中可提取态芘含量显著低于非根际土，根际土微生物生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶和脱氢酶活性均高于非根际土，代谢熵低于非根际土。脂肪酸（FAME）分析结果表明，与非根际土相比，芘污染玉米根际土微生物群落结构发生了显著的变化，主要表现在真菌特征脂肪酸以及真菌/细菌的比值显著升高，细菌和GN^-细菌特征脂肪酸显著降低，且这种效应随着培养时间的推移在P〈0.01水平显著。根际土和非根际土中丛枝菌根真菌、GN^＋细菌和放线菌特征脂肪酸差异随着培养时间的延长逐渐加大，45 d时其差异均在P〈0.05水平显著。     

洗脱–过硫酸钠氧化联合去除土壤中PCBs的研究

本文考察了羟丙基-β-环糊精（HPCD）及聚氧乙烯月桂醚（Brij35）洗脱和过硫酸钠（SPS）氧化联合对模拟污染土壤以及场地污染土壤中多氯联苯（PCBs）的去除效果,探讨了洗脱时间、土液比和洗脱剂浓度对土壤中PCBs洗脱率和过硫酸钠浓度对洗脱液中PCBs降解效率的影响。结果表明,两种洗脱剂都能有效地洗脱模拟污染土壤中的2,4,4?-三氯联苯（PCB28）,在土液比为1:20,HPCD和Brij35浓度分别为20 g/L和8.0 g/L时,洗脱4 h后,土壤中PCB28的洗脱率分别可达90%和79%;用100 g/L的SPS氧化24 h后,PCB28的最大去除率分别可达90%和92%。将PCB28模拟污染土壤洗脱-过硫酸钠氧化的优化条件用于去除场地污染土壤中的PCBs（总浓度~ 1400 mg/kg）,发现HPCD和Brij35对PCBs的总洗脱率分别为66%和53%;过硫酸钠处理后,两种洗脱液中PCBs（10.6 mg/L）的总降解率分别为41%和52%。以上研究表明洗脱-过硫酸钠氧化法能快速有效去除污染土壤中的PCBs,为PCBs场地污染土壤修复提供了一种新的方法。     

洗脱–过硫酸钠氧化联合去除土壤中PCBs的研究

考察了羟丙基-β-环糊精(HPCD)及聚氧乙烯月桂醚(Brij35)洗脱和过硫酸钠(SPS)氧化联合对模拟污染土壤以及场地污染土壤中多氯联苯(PCBs)的去除效果,探讨了洗脱时间、土液比和洗脱剂浓度对土壤中PCBs洗脱率和过硫酸钠浓度对洗脱液中PCBs降解效率的影响。结果表明:两种洗脱剂都能有效地洗脱模拟污染土壤中的2,4,4?-三氯联苯(PCB28),在土液比为1︰20,HPCD和Brij35浓度分别为20 g/L和8.0 g/L时,洗脱4 h后,土壤中PCB28的洗脱率分别可达90%和79%;用100 g/L的SPS氧化24 h后,PCB28的最大去除率分别可达90%和92%。将PCB28模拟污染土壤洗脱-过硫酸钠氧化的优化条件用于去除场地污染土壤中的PCBs(总浓度约1 400 mg/kg),发现HPCD和Brij35对PCBs的总洗脱率分别为66%和53%;SPS处理后,两种洗脱液中PCBs(10.6 mg/L)的总降解率分别为41%和52%。由此,洗脱-过硫酸钠氧化法能快速有效去除污染土壤中的PCBs,为PCBs场地污染土壤修复提供了一种新的方法。     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响

通过野外土样采集及室内测定,研究了云南东川铜矿区土壤酶和微生物特征,并采用盆栽试验研究了重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,距离矿口越近,土壤有机质、有效N、P、K的含量、土壤pH值亦越低,土壤酶活性和土壤微生物数量、微生物生物量C和N受到的抑制程度也增强,其中土壤酶中的酸性磷酸酶和过氧化氢酶,土壤微生物中的细菌对重金属污染较为敏感。盆栽试验中,Cd、Zn、Cu、Pb复合污染使白菜(Brassica rapapekinensis)生物量明显下降,且随复合污染程度的增加,白菜生物量下降幅度增加。Cd与Zn、Cu、Pb,Zn与Cd、Cu、Pb,Cu与Cd、Zn、Pb的复合效应机制为协同效应,而Pb与Cd、Zn、Cu的复合效应机制为拮抗效应。重金属Cu、Zn、Pb、Cd复合污染使土壤酶活性显著降低,但低量的Cd、Zn、Cu、Pb复合污染刺激了细菌、真菌、放线菌、微生物生物量C和N。重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤酶活性和土壤微生物数量及微生物生物量C和N的复合效应机制表现出协同和拮抗效应。     

外源菌群及与植物联合修复华北中度石油污染土壤效果研究

为探讨不同微生物菌群对华北地区中度石油污染土壤的修复效果,在实验室模拟条件下分别进行优势外源石油降解菌群的筛选和优势菌群与植物联合修复试验。结果显示:4种外源石油降解菌群中,PDC-3菌群对中度石油污染土壤总石油烃(TPH,total petroleum hydrocarbons)去除率为84.07%,在各菌群中效果最优;该优势菌群与植物联合修复中度石油污染土壤比单独使用优势菌群修复可获得更好的效果,优势菌群与黑麦草联用及优势菌群与紫花苜蓿联用120 d TPH的去除率分别为91.58%和89.30%,修复后土壤中TPH含量均小于500 mg/kg;同时优势菌群与黑麦草联合修复在90 d即可去除89.32%的土壤TPH,相比选用紫花苜蓿可有效缩短修复周期;优势菌群对土壤TPH的去除起主要作用,其贡献率远高于土著微生物菌群或植物的贡献率;植物对土壤TPH去除的贡献率为4.09%～6.48%,且其作用主要发生在修复过程的中后期;优势菌群单独使用或与植物联合修复中度石油污染土壤120 d均可有效去除C10～C12及C22～C40石油烃组分,去除率为85.14%～100.00%;然而,C13～C21石油烃组分含量表现出阶段性的积累效应;除对土壤石油烃的去除作用外,使用优势菌群进行生物修复存在一定的调节土壤pH、增加土壤肥力,且有利于恢复修复后的土壤功能。     

Characteristics of bacteria in the forest soils under natural vegetation

Characteristics of the predominant bacteria isolated in November and May from the forest soils of both dry and wet types under natural vegetation were studied.

Although Gram-negative rods were the most abundant bacteria in both soil types and in both seasons, their contents were less and other bacteria especially spore-forming ones increased in May.

Among Gram-negative rods in the soil of the dry type in November, the most predominant was those with nonchromogenic rods motile with polar flagella which grew in a simple synthetic media containing glucose or p-hydroxybenzoate and ammonium as the sole carbon and nitrogen sources. In May, the ratio of the bacteria which require amino nitrogen or those with more chomplex nutritional requirement increased. In the soil of moderately wet type, the difference in kinds of bacteria between the two seasons was not so clear as that in the dry type.

Most of Bacillus species obtained in these soils were those requiring amino acids or other growth factors among which B. cereus was most abundant.     

Effects of fertilizer and soil components on pesticide photolysis

An environmental fate study was performed analyzing the effects of soil composition on the soil photolysis of a chemical. The study was conducted in two phases in which both moist and air-dried soils were fortified with either the common fertilizer sodium nitrate or the natural soil components iron or humic acid and dosed with niclosamide. The soils were photolyzed under a xenon lamp for 7 days. Increasing concentration of sodium nitrate did not affect the degradation pattern but did produce a lower concentration of aminoniclosamide. Soils fortified with iron displayed an unknown, which was not observed in other experiments, and the degradation of niclosamide from these soils was slower than from the sodium nitrate-fortified soils. There were no extractable degradates from any of the soils fortified with humic acid. In irradiated moist soils, the half-life of niclosamide increased when sodium nitrate was present at 20 ppm, and the half-lives of niclosamide in iron- and humic acid-fortified soil were increased slightly over that in unfortified soil. The effect of the nitrate and iron on the half-lives in dark control moist soils was minimal, but humic acid increased the dark control half-life from 420 to 611 h. No transformation of niclosamide was observed in the dark control air-dried soils. Soils with higher organic or iron contents or exposed to fertilizers do not affect as dramatically the half-life of pesticides as does the presence of moisture in the soil. Soil photolysis samples that were not maintained with moisture exhibited differences in half-life and degradation pattern. The maintenance of moisture was found to be more crucial to the reliability of soil photolysis studies than soil composition.     

Sphingobium属细菌土壤中降解异丙隆的特性

通过在不同环境条件的土壤中接入异丙隆降解菌悬液,研究了Sphingobium属的3株细菌—YBL1、YBL2和YBL3在土壤中降解异丙隆的特性,分析了土壤类型、温度、碳氮源、土壤含水量和菌株接种量等因素对3株细菌降解土壤中异丙隆的影响。结果表明,3株细菌在马肝土(pH 6.7)中能够高效降解异丙隆,在红壤(pH 4.5)中不能降解异丙隆,菌株YBL3在潮土(pH 8.2)中也有较好的降解效果;当接种量低于105CFU g-1土时,3株细菌均不能降解马肝土中的异丙隆,接种量高于106CFU g-1土时,菌株可以高效地降解土壤中的异丙隆;马肝土含水量低于40%时,3株细菌降解土壤中异丙隆的速率与土壤含水量呈正相关关系;在16~37℃范围内,菌株降解马肝土中异丙隆的速率与温度亦呈正相关关系。     

马铃薯淀粉渣对土壤保肥特性及玉米幼苗生长的影响

[目的]探究马铃薯淀粉渣对土壤保肥特性及玉米幼苗生长的影响,为马铃薯淀粉渣的利用提供依据。[方法]采用室内人工气候箱模拟自然环境和用淋洗管模拟田间淋洗的方法,测定沙壤土中施入0,1.00,5.00,10.00,20.00,30.00g/kg的马铃薯淀粉渣对土壤容重、土壤总孔隙度、土壤含水量;土壤淋洗出的硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾含量及玉米幼苗株高、茎粗和干鲜重等指标。[结果]马铃薯淀粉渣施用量为30g/kg时,土壤容重降幅达7.24%,土壤总孔隙度、土壤含水量升幅分别为10.15%,21.25%;土壤淋洗出的硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾含量降幅分别为97.13%,91.03%,63.85%和66.4%;玉米幼苗株高较对照降低8.90%,茎粗较对照增加25.53%,幼苗的干、鲜重分别比对照提高13.47%,15.79%。[结论]马铃薯淀粉渣施用量为30.00g/kg时,改善了土壤理化性状,增强了保肥能力,明显促进玉米幼苗干物质的积累。     

炉渣与生物炭配施对稻田土壤性质及微生物特征的影响

稻田土壤微生物种类多、数量大,是土壤有机碳矿化的驱动者和有机碳库的固持者。以福州平原稻田为试验样地,分别施加生物炭、炉渣、生物炭+炉渣3种处理,测定分析不同处理对稻田土壤理化性质、微生物数量及有机碳含量的影响,旨在探究稻田土壤微生物在土壤碳库稳定方面的作用。结果表明:(1)炉渣与生物炭施加能够增加稻田土壤微生物数量,提高土壤真菌/细菌比值,有利于土壤碳库稳定性,其中混合施加效果更为显著。(2)3种施加处理均使早稻拔节期真菌数量及真菌/细菌比值显著升高,其中真菌/细菌比值分别提高0.016,0.015,0.018,同时使晚稻乳熟期厌氧细菌数量显著增加。生物炭单一施加及混施处理使晚稻拔节期好氧细菌数量显著升高。混施处理使早稻乳熟期好氧细菌数量显著升高(p<0.05)。(3)炉渣施加处理显著提高了早稻乳熟期土壤DOC的含量,生物炭施加处理显著提高早稻乳熟期土壤SOC含量,混施处理使早稻拔节期土壤SOC含量显著升高,使晚稻拔节期土壤DOC显著升高(p<0.05),并且早、晚稻拔节期有机碳含量显著高于乳熟期。(4)稻田土壤理化性质、微生物数量及有机碳含量三者相互影响,早稻土壤pH与土壤MBC含量呈显著负相关,与真菌数量呈极显著正相关(p<0.01)。晚稻土壤含水量与DOC、好氧细菌、厌氧细菌、真菌呈正相关。MBC与厌氧细菌呈显著负相关(p<0.05)。     

多氯联苯污染土壤的紫云英–根瘤菌联合修复效应

选用紫云英(Astragalus sinicus L.)作为宿主植物,通过盆栽试验研究了接种紫云英根瘤菌(Rhizobium huakuii)对多氯联苯污染土壤的修复效应。结果表明,经过100天的修复作用后,单接种根瘤菌、种植紫云英以及紫云英接种根瘤菌处理土壤中多氯联苯的去除率分别为20.5%、23.0%、53.1%,均显著高于对照处理(P<0.01)。而且发现接种根瘤菌显著增加了紫云英根际土壤的微生物生物量碳、氮,明显增强了土壤微生物群落的碳源利用能力,从而改善了微生物群落功能多样性。可见,紫云英–根瘤菌共生体对多氯联苯污染土壤表现出较好的修复潜力。     

保护地菜田与稻麦轮作田土壤微生物学特征的比较

比较分析了位于长江三角洲嘉兴市的三类主要水稻土(漏水型水稻土、爽水型水稻土和囊水型水稻土)由稻麦(或油菜)轮作改为多年连作露地蔬菜和大棚蔬菜后一些土壤微生物学特征的变化,以衡量土壤质量演变的趋势。结果表明,与稻麦(油)轮作土壤相比,蔬菜地土壤微生物区系发生了极大的变化,细菌数量显著减少,真菌和放线菌数量却显著增加;硝化细菌和反硝化细菌数量随土壤类型不同呈不同的变化。多年连作露地蔬菜和蔬菜大棚保护地土壤中微生物生物量碳和总磷脂(TPL)含量显著低于稻麦轮作土壤,土壤中脱氢酶活性也显著低于稻麦轮作土壤。Biolog分析表明,蔬菜大棚保护地土壤中微生物能利用的碳源显著少于露地蔬菜和稻麦轮作土壤,而后两者间无显著差异。说明由稻麦(油)轮作改为多年连作大棚蔬菜后土壤微生物群落结构、功能的多样性明显下降,土壤质量的稳定性和可持续利用性土壤的长期生产力也将大大降低。土壤微生物数量、活性及群落结构和功能多样性的下降主要与蔬菜栽培特别是大棚蔬菜栽培的旱作与稻麦水旱轮作的生态环境条件的变化和前者的过量施用精有机肥和高效NPK复合肥导致的土壤氮、磷富集、有机质下降、次生盐渍化和酸化有关。     

Composting of Wood Containing Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs)

The addition of various nitrogen sources, such as liquid hog manure and mineral medium, to pine wood accelerated the composting process in Dewar vessels, which was obvious from the increased decomposition temperature and the more intensive oxygen consumption and carbon dioxide production. During composting in Dewar vessels of artificially PAH-contaminated pine wood soaked with liquid manure, the PAH degradation was influenced by the inoculum used. The fastest PAH degradation was achieved by compost addition, but the most intensive carbon dioxide evolution was measured with hydrocarbon-polluted soil as an additive. After 61 days, the PAH content of the wood was reduced from each 1000 mg/kg to 26 mg/kg of phenanthrene and 83 mg/kg of pyrene. The relation between the microbial wood decay and PAH degradation shows that the detoxification at least of artificially PAH-polluted wood demands only a partial wood decay.

A pilot scale percolator was applied to composting of artificially contaminated pine wood and really polluted waste wood. After 27 days of remediation, the portion of residual PAHs was higher in the case of the really polluted material. The slower degradation in the real waste wood may be explained by the lower bioavailability of pollutants in comparison with the artificially contaminated wood. In really polluted wood, the degradation rate of PAHs depended on their degree of condensation (the higher the number of aromatic rings the smaller the degradation rate was).