石油污染盐碱土壤的淋洗施肥修复

采用淋洗施肥修复方法处理石油污染盐碱土壤,评价该修复方法对石油污染盐碱土壤的修复效果,并且采用最大或然数法和Biolog方法对土壤微生物数量和微生物群落水平生理特性进行研究.结果表明,经过182 d的培养,淋洗施肥处理中油和脂的降解率分别比对照处理和施肥处理高(19.7±4.3)％和(13.8土3.4)％,土壤盐分去除率分别比对照处理和施肥处理高(66.5±2.9)％和(41.3±6.2)％,说明该处理是一种修复石油污染盐碱土壤的有效方式.淋洗施肥处理明显提高异养细菌、石油烃降解菌、烷烃降解菌和多环芳烃降解菌数量和土壤微生物活性,促进了微生物对土壤中油和脂的降解.此外,淋洗施肥处理提高了土壤微生物Shannon多样性指数和Simpson指数,促进了微生物种群的稳定,这暗示着土壤微生物种群正在逐渐恢复.     

苏丹草对土壤中菲芘的修复作用

采用盆栽试验法.研究了苏丹草对土壤中菲、芘的去除效果,及植物和微生物在去除土壤菲、芘中的交互效应.结果显示,在试验浓度范嗣(0-322.06mg·kg-1)内,土壤一苏丹草系统(TR3)对菲、芘的去除效果明显.种植苏丹草60 d后,土壤菲、芘去除率分别为73.07%～83.92%、63%～77.62%;平均去除率分别比对照1(无植物,不加0.1%NaN3)高55.58%、50.71%,比对照2(无植物,加0.1%NaN3)高72.71%、66.57%,说明种植苏丹草可以促进微生物对土壤中芘、菲降解.土壤酶活性测定结果也显示,酶活性越高,污染物降解率越高,反之亦然.因此,植物-微生物间的交互效应是土壤中多环芳烃降解的主要途径.     

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。     

苏丹草对镉-芘复合污染土壤的修复作用

采用室内盆栽试验,研究了苏丹草对不同浓度镉-芘复合污染土壤的修复作用。结果表明:在试验浓度范围内(芘0~305.47mg·kg-1,镉0~18.11 mg·kg-1)苏丹草未见死亡。苏丹草可以从镉-芘复合污染土壤中吸收镉,土壤中镉的植物去除率介于4.23%~17.88%之间,相同镉浓度条件下,镉植物去除率随着芘添加浓度的增大而显著减小;种植苏丹草可以显著提高土壤中芘的去除率,种植苏丹草的处理中芘的去除率为59.18%~88.46%,而无苏丹草对照组芘去除率仅为12.92%~40.73%;复合污染土壤中镉的添加显著抑制了土壤中芘的去除,且抑制程度随着镉添加浓度的增大而增加。因此,苏丹草对镉-芘复合污染土壤的修复效果受到污染物浓度水平及相互作用的显著影响。     

不同施肥和光照处理对树葡萄生长特性的影响

【目的】研究树葡萄对不同施肥和光照处理的响应。【方法】以 4 年生树葡萄为试验对象，开 展不同施肥和光照处理对树葡萄生长特性的影响研究。【结果】不同种类和浓度施肥处理对树葡萄的株高、 地径和冠幅生长均具有促进作用，以复合肥 0.2 kg/ 株施肥处理树葡萄株高生长增加最大，比未施肥对照提高 15.51%；复合肥 0.2 kg/ 株处理树葡萄地径生长增加最大，比对照增加 8.49%；氮肥 0.1 kg/ 株处理树葡萄冠幅 增加最大，比对照提高 15.37%。不同浓度施肥对树葡萄地径、株高生长影响一致，但对冠幅生长影响不一。 随着施肥量的增加，地径、株高生长均有所增加；不同种类肥料及不同浓度施肥处理树葡萄叶绿素 a、b 含量 均有所增加，其中复合肥 0.2 kg/ 株处理对叶绿素 a、b 含量的提高作用最大；不同程度遮荫对树葡萄株高生长 均没有影响，但一定程度上抑制了地径生长及叶绿素 a、b 含量。【结论】在生产中，建议施用复合肥 0.2 kg/ 株， 其对树葡萄的株高、地径生长有促进作用。     

高效石油降解菌的筛选及其降解特性

从辽河油田和大庆油田石油污染土壤中分离筛选出两株高效石油降解菌L10和D6菌株,经形态观察、生理生化反应,确定此两株菌分别为芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis).采用室内盆栽培养方法,研究了石油烃的浓度和性质对两菌株降解活性的影响.结果发现,土壤中石油烃的含量和处理时间均影响微生物的降解效果,在处理10 d时,石油烃的去除率随着污染强度的增加而降低;随着处理时间的延长,微生物适应环境后,在石油烃含量为0.5%～2.0%时,石油烃的去除率随着浓度的增加而升高,在石油烃含量为2.0%～10.0%时,石油烃的去除率随着浓度的增加而降低;石油烃的性质影响菌株的生物活性,L10和D6两菌株对稀油的去除效果明显高于对稠油的去除效果,各组分的去除率依次为烷烃＞芳烃＞胶质沥青质,两菌株对不同性质的石油烃中的烷烃、芳烃和胶质沥青质的去除率不同.     

覆草对苹果叶片显微结构及光系统功能的影响

【目的】探究渤海湾北部冷凉苹果产区,果园覆草管理措施对苹果叶片光合机构及生理功能的影响机制,为果园有机覆盖措施提供理论依据。【方法】以2年生‘寒富’苹果/GM256/山定子为试材,当地自然生长的马唐草(Digitaria sanguinalis(L.)Scop.)为覆盖材料,设覆草处理(1 kg草/盆,C1N0),施用氮肥处理(3.4g尿素/盆,C0N1),覆草+氮肥处理(1 kg草+3.4 g尿素/盆,C1N1)和对照(CK)4个处理,通过盆栽试验模拟果园覆草的土壤管理措施,研究覆盖草残体及配施氮肥各处理对苹果叶片的显微结构、光合色素含量、叶片气体交换参数及光合机构整体功能的影响。【结果】与对照相比,盆栽条件下覆草配施氮肥各处理对苹果叶片显微结构产生影响,其中单独覆草处理及施氮肥处理均可以增加栅栏组织的厚度和栅栏组织/海绵组织的比值,但两处理叶片的海绵组织厚度、叶片厚度与对照差异不显著;覆草+氮肥处理的苹果叶片栅栏组织厚度、海绵组织厚度和叶片厚度分别较对照增加8.45%、12.91%和19.34%,明显提高了叶片栅栏组织/海绵组织的比值。覆草处理可改变叶片的叶绿素含量、叶绿素组分比例和光合气体交换参数,其中叶绿素a含量、总叶绿素含量、叶绿素a/b和叶片净光合速率(Pn)分别提高22.67%、12.71%、23.42%和22.83%;施氮肥处理与覆草+氮肥处理的叶片光合色素含量和光合生理参数高于覆草处理及对照水平,后者的叶绿素a含量、叶绿素b含量和总叶绿素含量分别是对照的1.42、1.04和1.37倍,叶片的净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)也分别较对照增加41.71%和21.99%。各处理叶片的叶绿素荧光诱导动力曲线和820 nm光吸收曲线出现较为明显变化,经JIP-test荧光数据分析表明,最大光化学效率(Fv/Fm)、捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游其他电子受体的概率(ψo)和PSⅡ反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(φEo)表现为C1N1C0N1C1N0CK,叶片光合性能指数(PIABS)、光系统Ⅰ(PSⅠ)最大氧化还原能力(ΔI/Io)也均高于对照水平。各处理均提高了苹果植株的生长发育水平,单独覆草处理的叶片长度与对照无显著差异,而施氮肥处理的叶片长度较对照增加10.63%,覆草处理及施氮肥处理均可明显增加叶片的宽度和叶片面积,苹果植株的干周也分别较对照增加8.82%和12.35%,覆草+氮肥处理的苹果植株叶片长度、叶片宽度、叶面积和干周则分别是对照的1.14、1.19、1.44和1.21倍。【结论】盆栽试验条件下,模拟果园覆草和施用氮肥复合处理可显著提高叶片光合效能,有效促进苹果树生长。     

生物修复对石油污染土壤微生物活性的影响

以陕北地区石油污染土壤为研究对象,利用微生物修复法对油污土壤进行了修复处理,对修复过程中不同组分烃浓度的变化、土壤四种酶活(多酚氧化酶、过氧化氢酶、脱氢酶、脂肪酶)、微生物对不同组分烃的代谢活性等生物因素进行了测定,并利用SPSS软件对不同组分烃的浓度变化及土壤生物性因素进行相关性分析。研究结果表明,微生物修复技术可有效去除土壤中不同组分烃,修复进行11周,土壤中烷烃、多环芳烃去除率分别为46.8%和39.9%。修复处理可提高土壤过氧化氢酶、脂肪酶活性,以及土壤微生物对烷烃、多环芳烃的代谢能力,土壤多酚氧化酶和脱氢酶活性呈先升后降的趋势。相关性分析结果表明,烷烃的降解与微生物对烷烃的代谢活性、土壤脱氢酶和过氧化氢酶活性相关,多环芳烃的生物降解与脱氢酶和过氧化氢酶活性相关;微生物修复作用可提高土壤中不同组分烃与微生物活性之间的相关关系。     

生物修复对黄土壤中石油烃的去除作用及影响因素

利用微生物法对石油污染黄土壤进行实验室模拟修复研究,通过测定修复过程中的不同组分烃、不同形态氮和有效磷含量,石油烃降解菌数量对修复效果及影响因素进行了评价。结果发现,经过5周的修复处理,生物刺激法处理的土壤中总石油烃、烷烃、多环芳烃的去除率分别为14.54%、21.98%、33.14%,土壤铵态氮含量由初始添加的210.4 mg·kg-1降低至97.2 mg·kg-1,土壤硝态氮含量在修复过程中基本保持不变。经过生物刺激修复的土壤中石油烃、烷烃、多环芳烃降解菌数分别为1.60×105、3.09×105、7.08×103,而未经修复处理的土壤中三种烃降解菌数量分别为2.69×10~4、2.57×10~4、4.07×103。结果表明利用生物刺激法可有效去除黄土壤中的石油烃。影响石油污染黄土壤生物修复作用的限制性因素为土壤中铵态氮和有效磷含量,与未经修复处理的石油污染土壤相比,生物刺激处理使土壤中烃降解菌数量增加。     

中华圆田螺+水培花卉协同净化水质的效果

为探明中华圆田螺与具有景观、药用价值的水培花卉白掌和降糖草协同净化水质的效果,为水产养殖水体及景观富营养化水体的净化修复提供科学依据,在室内模拟富营养化静态水体进行协同净化试验,测定其对总氮、总磷、叶绿素a和悬浊度的去除率,记录植物根长、株高、病虫害、动物体重等指标。结果表明:对总氮的去除率依次为降糖草+田螺组合(49.53%)白掌+田螺组合(41.32%)降糖草(39.21%)白掌(35.86%),且差异极显著(P0.01);降糖草+田螺组合对水体中总磷的去除率最高,为67.53%,极显著(P0.01)高于其他处理。降糖草、白掌在受污水体中长势良好,株高增长率达49.6%以上,生根快,无病虫害,适应性强。     

生物质材料与营养物配施对石油污染土壤的修复

为研究营养物质、玉米秸秆碎屑和生物炭材料对石油污染土壤修复效果的影响,对4个处理组修复后土壤理化性质、修复中和修复后土壤生物特征和石油烃类物质的去除率,以及上述指标的相关关系进行分析。结果表明:添加玉米秸秆碎屑和生物炭能够显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度,并提高土壤田间持水量(P0.05)。在石油污染土壤中添加营养物和两种疏松材料均能提高土壤中微生物数量,其中生物炭与营养物联合处理组效果最佳,修复90 d微生物数量达到7.24×107CFU·g~(-1)。修复后玉米秸秆碎屑与营养物联合处理组和生物炭与营养物联合处理组总石油烃和不同组分烃类物质明显减少,尤其是生物炭联合处理组,明显高于单独营养物处理组和对照组。土壤理化性质、微生物数量、石油烃去除率三者之间多呈显著相关,其中土壤孔隙度和总氮对微生物影响较大,微生物对石油烃类的去除作用明显。因此,添加生物炭材料并配施营养物质既可以改善土壤物理性质又能够为微生物提供充足的养分,进而增强石油污染土壤的修复效果。     

混合烃污染土壤微生物-电动修复中的互补性研究

为探讨微生物降解和电化学氧化分别在去除不同烃类时的具体作用,分别以正十六烷、环十二烷和芘作为直链烷烃、环烷烃和多环芳烃的代表性污染物,以具有不同烃类降解能力的菌株所构建的菌群为降解的微生物,以二维对称电场为修复平台,以电动修复、微生物修复和微生物-电动联合修复为研究基础,分析了不同修复方式中不同烃类污染物降解的时空特征和微生物数量、活性变化。结果表明,微生物-电动联合修复效率显著高于单一修复,在联合修复过程中,土壤脱氢酶活性和细菌数量明显升高,有利于污染物的降解。微生物降解作用和电化学氧化作用在不同烃类污染物的去除中均体现出了互补性,其中正十六烷和芘的去除较多地依赖于微生物的降解作用,而环十二烷的去除则较多地依赖于电化学氧化作用。另外,微生物降解作用在场强较弱的位点贡献较大,而电化学氧化作用在场强较强的电极附近贡献较大。     

油菜-紫花苜蓿混种对土壤中菲、芘的修复作用

 【目的】探讨混种模式下植物对土壤中多环芳烃（PAHs）污染的联合修复、积累效应。【方法】采用盆栽试验法，对比研究油菜、紫花苜蓿在不同栽培模式下对土壤中芘、菲的去除效果与修复机制。【结果】在试验浓度范围内，混种模式下芘、菲的修复效果明显超过单种模式。油菜、紫花苜蓿联合种植70 d后，土壤中菲、芘平均去除率为75.06%、68.22%，分别比二者单独种植时高出43.26%、40.38%和11.03%、16.29%，强化效果明显。植物本身能够吸收与累积在一定量的菲和芘，累积量与土壤中菲、芘的添加浓度正相关。相同污染水平下，茎叶部积累量低于根部、菲小于芘、混种模式低于单种模式。在植物-微生物系统中，微生物降解、植物-微生物联合效应是菲、芘去除的主要途径，但植物-微生物联合效应是混种模式下强化修复PAHs污染的主要原因。【结论】混种模式能强化PAHs污染土壤的修复效果、减少植物积累、缓解污染风险。     

外源硒对萘胁迫下车前草生长及土壤修复能力的影响

为研究土壤多环芳烃植物修复技术,以萘为典型低分子量多环芳烃代表性污染物,选取车前草(Plantago asiatica L.)为潜在的修复治理植物,通过盆栽模拟试验,探讨外源硒的添加(0.2 mg·kg-1)对萘污染(0、50、200、800 mg·kg-1)条件下的车前草生长、生理特征及土壤修复效果的影响。研究结果显示,在不同浓度萘作用下,车前草生物量、根系形态(根表面积、根体积、根尖数、平均直径)和萘的去除率随土壤萘含量的增加而降低,根部丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)含量和过氧化氢酶(CAT)活性则升高。硒的加入缓解了萘的胁迫作用,使得植物生物量和根系形态较无硒组增加了10.7%以上,MDA含量降低了8.4%～15.8%,过氧化氢酶(CAT)活性提高了4.0%～13.4%,谷胱甘肽(GSH)含量增加了13.1%～33.3%,土壤萘的去除率提高了0.5%～11.6%。结果表明,土壤中的萘抑制了车前草的生长,降低了其对萘的修复效率,而适量浓度的硒可以缓解萘对车前草胁迫,提高其对萘的耐受性,从而增强车前草的植物修复效率。     

微生物强化对石油污染土壤的修复特性研究

通过实验室模拟修复研究了接种量为10³~10⁸ cfu·g^-1的降解菌群在土壤中生长的湿度条件和存活状况、对土著菌群的影响作用以及对石油烃的去除效果。结果表明，从石油污染土壤中筛选出的石油烃降解菌群主要由变形菌门（Proteobacteria，99.75%）-γ-变形菌纲（Gamma-proteobacteria，99.49%）-假单胞菌目（Pseudomonadales，99.36%）-莫拉氏菌科（Moraxellaceae，87.33%）-不动杆菌属（Acinetobacter，87.32%）和假单胞菌科（Pseudomonadaceae，12.04%）-假单胞菌属（Pseudomonas，12.00%）组成。利用筛选的降解菌群在土壤湿度为5.4%、接种量为10⁸ cfu·g^-1土的条件下对污染土壤修复60 d，石油烃去除率为10.61%；在土壤湿度为15.0%、接种量为10⁷ cfu·g^-1土时对石油烃去除率为18.67%。在5.4%和15.0%湿度下接种7 d，土壤中变形菌门相对丰度由28.22%增加至57.98%~66.35%，不动杆菌属相对丰度由0.04%增加至25.86%~30.25%，假单胞菌属由初始时的0.26%增加至5.03%~30.87%，说明在不同湿度条件下，接种的降解菌均能迅速生长为土壤中的优势菌；接种60 d时，其仍保持存活状态。研究表明，降解菌群的接种改变了土壤菌群结构，使土壤菌群的alpha多样性明显降低。土壤污染物的去除不仅依靠某种优势菌的特定降解功能，还需要土壤菌群的协同代谢作用。     

单壁碳纳米管对紫花苜蓿根际土壤中PAHs降解及微生物群落的影响

为探究单壁碳纳米管（SWCNTs）对紫花苜蓿根际土壤中多环芳烃（PAHs）降解及微生物群落的影响,以高浓度PAHs污染土壤为供试土壤种植紫花苜蓿,并添加不同含量的SWCNTs,通过室内盆栽试验,分析了根际土壤中PAHs的降解效应及微生物群落响应。结果表明：添加0.5 g·kg^-1和5 g·kg^-1 SWCNTs使土壤中PAHs的去除率分别显著降低了3.43%和6.98%（P<0.05）,SWCNTs对PAHs降解的抑制作用主要来源于5环和6环高分子量PAHs。添加SWCNTs对紫花苜蓿生长并未产生毒害作用,当SWCNTs的添加量为5 g·kg^-1时,紫花苜蓿根长、地上部鲜质量和根鲜质量与对照（不添加SWCNTs）相比分别显著增加了21.44%、49.13%和100.00%（P<0.05）。qPCR和高通量测序结果表明,添加SWCNTs对土壤细菌生物量、丰富度和多样性无显著影响,但显著改变了土壤细菌群落组成。较高添加量的SWCNTs（5 g·kg^-1）显著降低了污染土壤中PAHs潜在降解菌属Phenylobacterium、Reyranella、Brevundimonas和Pseudorhodoferax的相对丰度。研究表明,添加SWCNTs抑制了根际土壤中PAHs的去除,尤其是5环和6环PAHs,同时改变了土壤中微生物群落,并且抑制了与PAHs降解相关的微生物。     

番茄秸秆固定化芽孢杆菌M1对3环PAHs污染老化土壤修复效果

为探讨固定化微生物对煤矿区3环PAHs污染老化土壤的修复效果，以番茄秸秆为固定化载体材料，通过“吸附-包埋-交联法”形成了固定化芽孢杆菌微球，并采用土培试验对煤矿区土壤3环PAHs去除进行研究。结果表明，游离芽孢杆菌M1对煤矿区污染老化土壤单体芴（Flu）、菲（Phe）和蒽（Anth）的去除随接菌量的增加先升高后降低。在接菌量为1%、10%、20%（体积质量比）的游离芽孢杆菌处理中，10%处理（B2M1）对土壤Phe的去除率最高，为21.35%。不同接菌量的固定化芽孢杆菌M1微球处理对3种PAHs的去除率显著高于微球基质处理，其中，接菌量20%的固定化芽孢杆菌处理（X3M1）对土壤Flu的去除率最高，达95.25%，比不含M1菌株的番茄秸秆微球基质处理（X3）提高了12.03个百分点。对比分析扣除微球基质后的固定化M1与添加同等菌量的游离M1去除结果看出，经固定化后的菌株M1比游离菌M1显著促进了对煤矿区污染老化土壤3环PAHs的去除，不同接菌量对单体Flu和Anth去除率为72.17%~75.52%和8.97%~28.88%，分别比游离菌增加了64.10~72.31个百分点和8.13~15.24个百分点，单体Phe 1%接菌量处理比游离菌提高了5.07个百分点。从土壤酶活性看，土壤过氧化氢酶活性在固定化M1三种剂量处理下均显著高于微球基质和游离菌M1处理，随剂量增加依次是游离菌处理的1.16、1.23倍和1.20倍，是微球基质处理的1.28、1.19倍和1.16倍，与3环PAHs的去除率规律相一致，而固定化M1处理多酚氧化酶、过氧化物酶和纤维素酶活性相对于游离菌处理有不同程度的降低。综上，固定化芽孢杆菌M1对土壤3环PAHs去除具有显著促进作用，为煤矿区PAHs污染老化土壤原位修复的应用提供了重要技术参数与支撑。