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.     

蚯蚓生物积累表征土壤中芘的生物有效性研究

利用蚯蚓作为测试生物，引入蚯蚓-土壤积累因子(Earthworm-Soil Accumulation Factor，ESAF)，就不同土壤中芘对蚯蚓的生物有效性进行了考察和研究。试验结果表明，蚯蚓在土壤中培养10d，体内积累芘的浓度达到平衡，积累浓度与土壤初始染毒浓度成显著正相关；土壤性质对土壤中芘的生物有效性具有非常重要的影响，土壤有机质、粘土矿含量越高，对芘的吸持能力越强，ESAF越小。     

蚯蚓及蚓粪对白腐真菌降解土壤中菲的动态影响

通过接入白腐真菌、蚯蚓和蚓粪,研究了通过蚯蚓及蚓粪的作用来改善土壤环境,从而提高土壤原位生物修复的可行性.结果显示,在30 d的黑暗培养试验里,土壤中菲浓度随着时间逐渐减少,蚓粪和蚯蚓自身均能促进土壤中菲的降解,但蚓粪的促进作用要优于蚯蚓的作用;在100 mg·kg-1菲处理浓度下,蚓粪处理中菲残留浓度在培养的第4 d显著低于其他处理.试验结果还表明,在加入白腐真菌的土壤中,蚓粪和蚯蚓都能促进白腐真菌对菲的降解,且显著高于只接入白腐真菌的处理.同时加入蚯蚓和白腐真菌的处理中木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)酶活性虽然在一直下降,但蚯蚓的加入减缓了酶活性的下降趋势,从而使得蚯蚓提高了处理中白腐真菌对菲的降解率.而同时加入蚓粪和白腐真菌的处理中的LiP和MnP酶活性变化则要相对复杂,在培养前、中期,两种酶的活性分别表现出不同的变化趋势,而在培养后期,两种酶的活性均显著增高.因此,同时加入蚓粪和白腐真菌处理的菲浓度在培养后期才与只加入白腐真菌的处理产生显著差异.结果表明,蚓粪和蚯蚓可能是通过改善土壤环境条件、促进微生物活性、增强土壤中过氧化物酶活性来提高白腐真菌对菲的降解率.但是,其中的作用机制需要进一步试验证实.     

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。     

表层土壤中菲的紫外光降解研究

多环芳烃化合物(PAHs)由于致癌、致畸和致突变而受到广泛关注.本实验以多环芳烃菲(Phe)为目标污染物,研究了温度、腐植酸和紫外辐射强度对Phe光降解的影响并对不同因素对降解动力学的影响作了研究.结果表明,Phe的降解在20 ℃到30℃范围内,随着温度的升高,光降解率增加;腐植酸在Phe污染土壤的光降解中起敏化作用,可显著促进光解,腐植酸浓度为5 mg·kg-1足以达到敏化的效果;Phe光降解速率常数随辐射强度的降低而降低,呈正相关,光解的半衰期随着辐射强度的降低而增加,呈负相关.     

菲、芘对土壤酶活性的影响

文章采用室内土培试验,选择菲、芘作为多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)代表污染物,土壤酶作为污染物的生态毒理指标,探讨菲、芘单一及复合污染对土壤酶活性的影响.结果表明:菲、芘单一污染对土壤多酚氧化酶活性的影响表现为低浓度升高,高浓度降低的趋势,在复合处理中该酶的活性也出现低浓度升高,高浓度下降的趋势,菲的浓度为200mg/kg与菲组合处理时,土壤多酚氧化酶的活性相较于单一污染有明显的抑制作用,全部低于空白组.菲、芘单一处理对土壤脲酶活性的变化与多酚氧化酶基本一致,在复合处理中菲浓度为0-200mg/kg时,随土壤中芘的浓度的增大都出现了土壤脲酶的活性先升高后降低的规律.以上结果提示:菲、芘单一及复合污染对土壤酶活性都有一定的影响,且复合污染的强度大于单一污染.     

植物-菌株联合去除土壤中的芘

从山东省胜利油田某油井附近土壤中筛选出对芘具有较强降解能力的菌株P6,测定其和苜蓿联合培养下对芘的降解情况。结果表明:与单独菌株P6降解芘相比,土壤中种植苜蓿后,芘的去除率得到明显提高(20d时去除率为43.49%)。种植苜蓿后,基质土壤特别是根际土壤中,菌株P6的数量有了较大的提升,且土壤中的过氧化氢酶和多酚氧化酶活性也得到了较大提高。可见,苜蓿除了能吸收芘外,还能通过改善土壤环境,起到强化微生物降解芘的作用。     

黑麦草及其根际土壤酶对芘胁迫的响应与植物修复研究

采用盆栽试验研究土壤中添加不同含量的芘对黑麦草根和茎叶生长、根际土壤脱氢酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性的影响,并研究黑麦草对芘胁迫土壤的修复作用。结果表明:黑麦草的根系鲜重在生长40和60d时均随着土壤施芘量的增加而增加。茎叶鲜重在生长60d时随土壤施芘量的增加而下降。根重比例随生长时间的延长而上升,40和60d时随土壤施芘量的增加而显著增加。黑麦草根际土壤脱氢酶活性在整个试验期间随生长时间的延长而上升,而随土壤施芘量的增加而下降,尤以20、40mg.kg-1施芘量下降显著。40d时100、200和400mg.kg-1施芘量下黑麦草根际过氧化氢酶活性与对照相比均呈显著增加。试验期间400mg.kg-1施芘量下黑麦草根际土壤多酚氧化酶活性均极显著高于对照和其他处理。种植黑麦草的根际土壤可提取态芘含量均低于无植物对照土壤和无植物无菌对照土壤。植物吸收造成的芘损失率极少,根际土壤芘损失率随施芘量增加而显著下降,芘含量越低,黑麦草对芘胁迫土壤的修复越完全。     

蚯蚓对土壤重金属的影响

介绍了蚯蚓对土壤重金属活性的影响,综述了蚯蚓对重金属的吸收富集作用、指示作用和修复作用.     

镉-菲复合污染对蚯蚓急性毒性效应的研究

采用人工土壤法,研究重金属镉、多环芳烃菲对安德爱胜蚓(Eisenia andrei)的单一与复合急性毒性效应。单一毒性试验结果表明,菲的毒性大于镉毒性;14 d时镉、菲的半数致死浓度(LC50)分别为788.71 mg.kg-1、42.51 mg.kg-1。复合毒性试验结果表明,镉在各浓度下与菲复合,对蚯蚓的毒性都产生拮抗作用,且随镉浓度升高其降低菲毒性的程度降低,说明复合污染物的组成及各污染物的不同浓度组合是决定混合物毒性的重要因素。     

萘、菲和芘对铜绿微囊藻生长的影响

采用实验室培养铜绿微囊藻(M.aeruginosa)的方法,研究了3种多环芳烃(萘、菲和芘)对铜绿微囊藻生长和光合作用的影响。结果表明,菲对微囊藻生长的影响高于萘与芘,微量萘、芘暴露可对微囊藻生长具有一定的促进作用,而高浓度暴露组均抑制了微囊藻的生长,其比生长速率与暴露浓度显著负相关(P0.05),Pearson相关系数为-0.884～-0.653;高浓度萘、芘暴露对微囊藻的毒性都随着时间的延长而减弱,高浓度菲暴露对微囊藻产生不可逆的毒害作用。菲、芘通过降低微囊藻叶绿素a含量和光合速率抑制微囊藻的生长。     

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107.5 mg·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 etunic atum使三叶草根际土壤多酚氧化酶活性20～60 d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30 d前有显著差异.AM真菌作用的性质与宿主植物特性有关.     

丛枝菌根真菌对紫花苜蓿吸收菲和芘的影响

采用横式三隔室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌(AMF)根内球囊霉(Glomus intraradices,G.i)对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)吸收土壤中菲和芘的影响.结果表明:G.i可与紫花苜蓿形成良好的共生体,侵染率平均达61.20％,不同强度菲和芘污染对G.i菌根侵染率的影响差异不显著;接种G.i的植株根系干重增加59.08％.接种G.i增加了根系和茎叶中菲和芘的含量及积累量,根系和茎叶中菲积累量与其生物量(干重计)间呈显著正相关;与菲相比,接种G.i处理后植株芘含量和积累量的增幅更大.G.i限制了菲和芘从植株根系向茎叶的传输,对芘尤为明显,接种G.i植株根系向茎叶转运芘的比例比不接种对照降低了13.85％～37.47％.     

高锰酸钾氧化修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。     

菲的微生物酶促降解研究

微生物降解是环境中菲去除的重要途径.为有效开展菲污染的微生物酶学治理,采用室内模拟的方法,从菲污染土壤中分离到一株高效降解菌株,研究了其最适产酶条件.结果表明该菌株最适产酶条件为培养温度35℃,培养液起始pH7.0,培养时间60 h,而Hg2 对该菌株产酶有显著抑制作用.从该优势菌中提取的粗酶液在pH7.0和30℃时显示最大的降解活性,其米氏常数为50.30 nmol·mL-1最大降解速率为171.33 nmol·min-1·mg-1.     

除草剂在土壤-植物系统中的环境行为与毒性效应

介绍了除草剂在土壤－植物系统中的环境行为、生态毒性效应及与其他污染物的交互作用。认为除草剂的环境行为对其生态毒性具有重大的影响。大部分除草剂在土壤环境中被降解或流失。残余除草剂对植物的毒害表现在光合作用、生长发育和吸收上；对土壤生物的影响主要表现在抑制其生物活性上。     

CO_2体积分数升高对土壤-植物系统碳过程的影响

从土壤和植物2个方面,综述了大气二氧化碳体积分数升高对生态系统碳过程的影响。大气CO2体积分数升高,提高了植物的光合速率,促进了生物量的累积,改变了植物的碳结构。高CO2体积分数导致植物基质（C／N）的变化将直接影响枯落物的分解速率。大气CO2体积分数升高通过影响植物生长而间接地对土壤生态过程产生影响。由于高CO2体积分数下碳输入和输出的关系还存在很多不确定性,因此还不能推断高CO2体积分数下土壤碳库是增加还是减少。不同的生态系统类型,对高CO2体积分数的响应状况也不一致。今后应定量研究CO2体积分数升高条件下生态系统各分室碳库的动态,明确土壤、植物和大气碳库储量变化及其之间的碳通量,以便定量化生态系统碳收支对高CO2体积分数升高的响应。另外,还应加强CO2体积分数升高与其他全球变化因子的耦合作用研究,探讨其相互作用的机制,将有助于全面了解全球变化条件下生态系统的碳循环过程。     

菲和芘胁迫对平邑甜茶根毛细胞钙、钾和氢离子流动性的影响

【目的】探明多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)对植物生长毒害的机理,以及PAHs中不同物质毒害效应的差异。【方法】采用非损伤微测技术测定平邑甜茶幼苗根毛经多环芳烃菲和芘处理后Ca2+、 K+、H+流速变化。【结果】经过菲处理后,Ca2+、K+、H+流动性发生明显逆转,平均流速由对照的（-63.53±9.30） pmol•cm-2•s-1、（-60.56±14.56） pmol•cm-2•s-1、（+44.38±5.19 ） pmol•cm-2•s-1分别改变为(+127.18±39.95) pmol•cm-2•s-1 、(+109.97±25.68) pmol•cm-2•s-1、(-10.35±1.57 ) pmol•cm-2•s-1。经芘处理后,Ca2+、K+、H+流动性同样发生逆转,平均流速分别改变为（+220.29±60.42） pmol•cm-2•s-1、（+140.21±27.87） pmol•cm-2•s-1)、（-14.42±3.16） pmol•cm-2•s-1。【结论】PAHs破坏了细胞膜通透性,降低了离子通道活性,活化了根细胞质膜 Ca2+-ATPase 及 Ca2+/ H+反向转运体,扰乱了平邑甜茶根系对Ca2+、K+离子的吸收过程,造成相应元素缺失,并且芘造成的毒害效应显著高于菲,成为PAHs毒害植物体的机理之一。说明多环芳烃对植物生长的影响可以追溯到离子吸收及离子通道的改变上,为进一步研究PAHs对植物影响提供了理论依据。     

土壤-植物系统中汞的生物有效性及其调控

汞对动植物和人类的毒害都非常大,土壤汞是陆生生态系统中的重要汞污染源。主要介绍了土壤中汞的生物有效性及其影响因素,并提出有效控制土壤汞进入陆生生态系统的调控措施。