苜蓿修复重金属Cu和有机物苯并[a]芘复合污染土壤的研究

采用室内盆栽试验方法,研究了苜蓿(MedicagoSativalam)在Cu污染土壤中对多环芳烃苯并[a]芘污染的修复作用。通过60d的温室盆栽试验表明,土壤中苯并[a]芘的可提取浓度随着时间延长逐渐减少,苜蓿加快了土壤中可提取态苯并[a]芘浓度的下降。在1、10、100mg·kg-1苯并[a]芘处理浓度下,苜蓿生长的土壤中苯并[a]芘的减少率分别达86.0%、84.3%和39.8%。苜蓿通过增强根圈土壤中微生物的活性和数量而提高植物对苯并[a]芘的降解率,同时,植物的根、茎也可积累少量苯并[a]芘,并且能够在Cu和苯并[a]芘混合污染中正常生长,苜蓿对土壤中Cu无明显修复作用。由于土壤自身具有修复多环芳烃苯并[a]芘污染的自然本能,在Cu污染下种植苜蓿具有强化苯并[a]芘污染土壤的修复作用,可促进苜蓿生长,增强土壤微生物的活性,从而提高苜蓿修复Cu和苯并[a]芘混合污染土壤的能力。     

黑麦草对苯并[a]芘污染土壤的根际修复及其酶学机理研究

采用室内盆栽试验方法,研究了黑麦草（Lolium multiflorum L.）对多环芳烃苯并[a]芘污染土壤的修复作用。结果表明。土壤中苯并[a]芘的可提取态浓度随着时间延长而逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态苯并[a]芘浓度的减少,提高了苯并[a]芘在土壤中的降解率,在1、10、50mg·k^-1苯并[a]芘处理浓度下,黑麦草生长土壤中苯并[a]芘的降解率分别达90．3％、87．5％、78．6％;而没有黑麦草生长土壤中苯并[a]芘的降解率则为79．3％、66。4％、55．6％。黑麦草根系增强了土壤中多酚氧化酶和脱氢酶的活性以及增加土壤中微生物碳的含量,从而提高植物对苯并[a]芘的降解率。植物的地上部也可积累少量苯并[a]芘,但植物对苯并[a磁的吸收不是黑麦草对其修复的主要机制。土壤自身具有修复苯并[a]芘的潜能．种植黑麦草具有强化土壤修复苯并[a]芭污染的作用．     

苯并a芘在土壤中吸附机理的探讨

苯并[a]芘因其较强的疏水性趋于吸附到土壤上,因此土壤对苯并[a]芘吸附研究更显得至关重要。本文结合国内外的相关研究,着重综述了土壤对有机物吸附机理研究的发展历程,从而归纳出土壤对苯并[a]芘的吸附机理。     

镉和苯并[a]芘胁迫对小麦幼苗生理指标的影响

采用水培方法研究了镉(Cd)和苯并[a]芘(BaP)污染对小麦幼苗生理指标的影响。营养液中镉和苯并[a]芘的浓度分别为10mg.L-1和54mg.L-1。结果表明:与对照组相比,各胁迫组小麦生物量下降,株高降低,复合胁迫组地上及地下干重分别下降13.1%和49.8%,株高增长最低;各组超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现升高-降低-升高趋势,且低于对照,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性先升高再降低,复合胁迫组POD活性最高,CAT活性最低。镉、苯并[a]芘及其复合胁迫下,小麦幼苗的生长受到了一定抑制,且以复合胁迫最为显著。镉、苯并[a]芘联合作用的结果表现为协同促进作用。     

卷烟制丝工艺参数对主流烟气中苯并[a]芘释放量的影响

[目的]研究卷烟制丝重点工序工艺参数对卷烟主流烟气中苯并[a]芘释放量的影响。[方法]选择微波松散、松散回潮、切丝、HT＋烘丝4个工序分别进行均匀设计试验。[结果]切丝工序中切丝宽度为1．00mm时,苯并[a]芘释放量最低;微波松散工序中加工时间对释放量有正作用;松散回潮工序中筒体转速对释放量有负作用;HT＋烘丝工序中HT工作蒸汽压力、热风温度对其释放量有正作用,HT工作蒸汽压力和排潮风门开度的交互作用、热风温度和热风风门开度的交互作用对其释放量有负作用,影响大小顺序是：热风温度〉HT工作蒸汽压力和排潮风门开度的交互作用〉热风温度和热风风门开度的交互作用〉HT工作蒸汽压力。[结论]卷烟制丝工艺参数对苯并[a]芘释放量有一定影响,对工艺参数进行适当调整,有助于其释放量的降低。     

1株苯并[a]芘高效降解菌的分离鉴定

以苯并[a]芘为唯一碳源反复驯化,从长期受苯并[a]芘污染的土壤中分离筛选出1株高效降解苯并[a]芘的菌株A12,经形态及生理生化特征分析,初步鉴定为睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)。菌株A12在苯并[a]芘质量浓度为5 mg/L、温度为28℃条件下,振荡培养12 d,苯并[a]芘的降解率可达到28%。     

苯并[a]芘含量测定的前处理方法研究进展

回顾了近年来研究人员在苯并[a]芘检测过程中的前处理方法的研究概况,对比了各方法的优缺点。苯并[a]芘检测过程中的前处理方法主要有液液萃取、索氏提取、固相萃取、凝胶渗透色谱净化、超声萃取、微波辅助萃取等,检测涉及的样品主要为水、油、土壤及各种食品等。每种前处理方法都有一定的适用范围,在实际检测过程中可根据样品的性状以及苯并[a]芘在该样品中的存在形态选择合适的检测方法。     

铜-苯并[a]芘复合污染体系中铜的微生物吸附特性

研究了铜-苯并[a]芘(BaP)复合污染体系中,嗜麦芽窄食单胞菌对铜的微生物吸附特性.实验结果表明,该菌可以选择性地吸附Cu2+,并把NO3-还原为NO2-,Ph、投菌量、处理时间和铜浓度等因素及BaP均会对铜的生物吸附产生显著的影响,BaP和这4个因素的相互作用对铜的生物吸附也达到了显著的水平.投菌量会对铜吸附过程中F-、Cl-、NO2-、NO3-、PO43-和SO42-等离子的释放产生显著的影响,BaP则会显著的影响F-、NO2-、NO3-和PO34-的浓度水平.当BaP的浓度为0、0.1、1.0、10.0 mg·L-1时,2.5 g·L-1菌体对Ph为6.0、浓度为2 mg·L-1的铜溶液的吸附率分别高达97.1%、93.8%、94.0%和93.3%.BaP和铜在2 h内均没有造成菌体表面形态的明显变化;处理10 mg·L-1Cu2+及其与BaP的复合污染2 d后,菌体表面会产生突起结构.     

B[a]P累积污染对土壤呼吸强度的影响

Benzo(a)pyrene(B[a]P)是具有“三致”效应的有机污染物,正在以叠加的方式在土壤中逐步累积,对土壤环境质量造成严重威胁.采用叠加实验的方法模拟B[a]P在土壤中的累积过程,研究B[a]P累积污染后的有效性特征及其对土壤呼吸强度的影响.结果表明:在叠加和一次污染方式下,土壤B[a]P可提取含量和有效含量随培养时间的延长呈现初始(1～28d)下降速率较快,而后(28～56d)逐渐减缓的趋势.在叠加污染条件下,土壤B[a]P可提取量比一次污染条件下降低了34.50％～57.29％,土壤B[a]P有效含量则比一次污染低19.00％～43.80％.土壤呼吸强度随B[a]P培养时间的延长呈现出先减弱,而后逐渐恢复的规律.在两种污染方式下,土壤呼吸强度在前7d比实验开始时(1 d)减弱了14.38％～35.80％,在8～56 d逐渐恢复并稳定在11.51～15.69 mg·kg-1·h-1之间.土壤呼吸强度随土壤B[a]P有效性的变化而改变,两者呈正相关.研究结果为土壤B[a]P叠加累积污染的生态毒性研究提供科学依据.     

苯并[a]芘对毛霉EPS特征的影响

为了明确毛霉胞外聚合物(Extracellular polymertic substances,EPS)在多环芳烃修复中的作用机理,研究了不同浓度苯并[a]芘(BaP)诱导下毛霉EPS的提取量(TOC)和主要化学成分含量(糖类、蛋白质、腐植酸和DNA)的变化规律,采用三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等方法分析了不同条件下EPS蛋白含量和自身结构的变化。结果表明,当BaP浓度为40 mg·L~(-1)时,单位生物量所产生的毛霉EPS的提取量、糖类含量、蛋白质含量和腐植酸含量均达到最大值,分别为1 407.22 mg·g-1、700 g·g-1、564 g·g-1和174 g·g-1;3D-EEM结果显示,当BaP浓度为40 mg·L~(-1)时,荧光类蛋白质(峰A和峰B)强度分别达到最大值68.91 a.u和245.6 a.u;FTIR分析结果表明,在BaP的诱导下,与空白相比,EPS的细胞质蛋白质酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带向长波方向发生了红移现象;SEM分析结果显示,随BaP浓度的增大,毛霉EPS表面逐渐呈现板结现象,当BaP浓度为40 mg·L~(-1)时,毛霉EPS呈毛绒状,孔隙达到最大。以上分析结果表明,BaP破坏毛霉EPS原有结构,低浓度BaP促进真菌EPS的分泌,EPS中的蛋白质和多糖在毛霉代谢降解BaP过程中起到了主要作用。     

螯合剂与表面活性剂强化东南景天修复Cd污染土壤的研究

通过盆栽试验,研究了螯合剂与表面活性剂混合添加对东南景天修复重金属Cd污染土壤的影响。结果表明:螯合剂EDTA-Na2与表面活性剂SAA的使用能促进土壤中的Cd由可还原态、可氧化态、残渣态向酸溶态转化,提高重金属的生物有效性,同时还能促进东南景天吸收Cd,强化植物修复的效果。在植物收割前7 d,当添加p H为7的TX-100以及4.0 mmol/kg EDTA-Na2(即A2B2C2D2E1)时,植物生物量较好,植物吸收重金属Cd含量较高,植物修复效果较好。这就是最佳试验组。     

东南景天Sedum alfredii修复重金属污染土壤的研究进展

植物修复是净化重金属污染土壤最有潜力的原位修复技术之一,因地制宜地选择植物修复材料是大田植物修复成功实施的关键。国内外已发现的众多重金属超积累植物具有不同的生理特性,其中东南景天Sedum alfredii可忍耐和富集镉(Cd)和锌(Zn)等多种重金属,并且具有生长迅速的特点,是研究植物修复技术的模式植物之一。综述了东南景天对重金属的耐性、吸收、转运及解毒机制,阐明东南景天研究过程中存在的问题,并对其研究前景和方向作了简要分析,为重金属污染土壤植物修复工作的深入开展提供参考。参56     

氮素营养对重金属超积累植物东南景天吸收积累锌和镉的影响

以重金属锌、镉超积累植物东南景天Sedum alfredii为研究材料,采用营养液培养法研究了氮素营养对东南景天生长及对重金属锌、镉吸收、积累和转运能力的影响。结果表明：适当的氮素营养能够促进东南景天的生长,提高东南景天地上部富集重金属的能力,在供氮2.50 ~ 5.00 mmol·L^－1时,东南景天地上部生长和重金属吸收、积累最佳,锌和镉质量分数分别达12.00 g·kg^－1和2.00 g·kg^－1。在应用东南景天重金属超积累植物进行土壤重金属污染修复时需要合理施用氮肥,从而提高植物修复土壤重金属污染的效率。图1表4参15     

不同程度重金属污染土壤对东南景天根际土壤微生物特征的影响

    通过盆栽试验研究不同程度重金属污染土壤对2种生态型东南景天根际土壤微生物特征的影响.研究结果表明,不同污染土壤中,2种生态型东南景天根际细菌、放线菌和真菌的数量及微生物生物量碳都大于非根际.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天的根际土壤微生物区系和主要生理类群没有显著差异,而在矿山土壤和重污染土壤中,超积累生态型东南景天根际土壤中的细菌和真菌数量、主要生理类群数量及微生物生物量碳显著高于非超积累生态型.东南景天根际微生物对重金属胁迫的敏感性为放线菌＞细菌＞真菌,硝化细菌＞自生固氮菌＞氨化细菌＞磷细菌＞纤维分解菌.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商差异不显著,而在矿山土壤和重污染土壤中,非超积累生态型东南景天的根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商显著高于超积累生态型.     

一株土著B[a]P降解菌的筛选及降解特性研究

通过在液体培养基中添加苯并[a]芘(B[a]P)作为唯一碳源反复驯化培养,从长期受石油烃和多环芳烃(PAHs)污染的土壤中分离出8株能够降解B[a]P的细菌,其中一株细菌(命名为BB-1)具有最大降解效果。采用16s RNA基因测序结果表明,BB-1与巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)同源性为100%。为了研究BB-1的降解特性,在pH7.0、30℃条件下培养8 d,菌株B[a]P的降解率高达66.36%。为了考察培养基初始pH和外加蔗糖浓度对BB-1降解B[a]P的影响,30℃下振荡培养8 d,当设置培养基初始pH为4.0、6.0、8.0和10.0时,BB-1对B[a]P的降解率分别为12.14%、39.61%、55.21%和30.03%,可见pH为8.0时其降解效果最优;当添加0.1%蔗糖和0.5%蔗糖为外加碳源时,菌株BB-1对B[a]P的降解率分别为70.56%和74.89%,表明0.5%蔗糖的降解效果最优。     

土著B[a]P降解菌群的富集及最佳降解条件研究

为了获得能够降解苯并[a]芘(BaP)的微生物菌群,为生物修复多环芳烃污染的土壤提供菌种资源,本试验从长期石油污染的土壤中,富集了一个能够降解BaP的微生物菌群,并研究了其最佳降解条件,通过高通量测序研究了其群落结构。该菌群可以在15 d内将30 mg·L^-1的BaP降解33.34%。高通量测序的结果表明,该菌群主要由Bacillus、Zobellella、Gordonia和Rheinheimera组成,其中Bacillus是主要的降解菌。试验结果表明,该菌群的最佳降解条件为1%盐度,酵母浓度为80 mg·L^-1,pH值7.0。该菌群对芘、菲、荧蒽等多环芳烃也有一定的降解效果,其中荧蒽的降解效果最好,降解率达到99%。试验结果表明,该菌群在实际应用中具有很大的潜力。     

菜地土壤镉的表层淋洗-深层固化联合修复研究

为探究表层淋洗-深层固化联合修复技术对重庆郊区菜地土壤及蔬菜镉(Cd)污染的修复效果,采用大田试验,研究了酒石酸表层淋洗-HAP深层固化和水表层淋洗-HAP深层固化处理对莴笋产量、品质及Cd的吸收和土壤全Cd及有效Cd含量的影响,并与传统修复剂腐植酸和HAP进行比较。结果表明,酒石酸淋洗-HAP固化使莴笋茎叶中的Cd含量显著降低22.89%、莴笋产量显著提高16.89%,且对莴笋的品质有促进作用。同时,酒石酸淋洗-HAP固化处理使0~20cm表层土壤的全Cd含量降低30.71%,40~60cm深层土壤的全Cd含量增加51.57%,在两种表层淋洗-深层固化处理下,土壤中有效Cd含量均在0~20cm土层减少,20~40cm土层略微增加,40~60cm土层明显降低,在60~80cm土层与对照接近。莴笋茎叶和根部的Cd含量与土壤有效Cd呈显著正相关,与土壤有机质呈显著负相关。表层淋洗-深层固化联合修复能够在进行土壤Cd污染修复的同时实现蔬菜的安全生产,适宜向轻度污染的蔬菜基地推广使用。     

土壤污染的防治技术

本文概述了土壤铅污染的特点及现状,并分析评论了铅污染防治的三种主流技术,即:物理控制法、化学控制法和生物修复法,指出了各自优缺点.并在此基础上提出一些见解和看法,为今后这方面的研究提供一些参考.     

石灰和泥炭处理对超积累植物东南景天清除土壤重金属的影响

[目的]采用植物修复技术对广西崇左市某一铅锌矿区的重金属污染土壤进行治理。研究石灰和泥炭处理对东南景天和玉米的生长及积累重金属的影响。[方法]进行为期1年的大田试验,植物种植模式为单种玉米和玉米套种东南景天2种方式;土壤改良剂的处理为单施石灰和石灰+泥炭处理2种方式。[结果]大田试验证明,在土壤Zn和Cd分别达3 574 mg/kg和29 mg/kg的条件下,东南景天生长良好,其地上部Zn和Cd含量最高达21 982 mg/kg和1 013 mg/kg。施用石灰或泥炭均可促进东南景天和玉米的生长,提高2种植物对Zn的积累,抑制玉米对Cd的积累。[结论]在施用石灰+泥炭的基础上采用玉米套种东南景天的方式可以获得最大的Zn和Cd去除效果。