锰胁迫下鸡眼草的富集特征及生理响应

为探明植物对锰胁迫的耐受性机制,以采自重金属污染区与非污染区的鸡眼草为试验材料,在不同锰浓度胁迫下［0 （对照）、1000、5000、10000、15000、20000 μmol·L^-1］ 开展盆栽试验,比较研究锰胁迫对两种来源鸡眼草表型、生理生化特性及锰积累特征的影响。结果表明：随着锰浓度的升高,1） 两种来源鸡眼草的根干重、芽干重、根冠比均呈降低的趋势;当锰浓度达5000~20000 μmol·L^-1时,与对照相比,污染区、非污染区鸡眼草的芽干重分别下降4.34%~27.71%与16.33%~49.77%,根干重分别下降19.00%~66.06%与27.90%~77.54%,污染区下降幅度均较非污染区的小;2） 两种来源鸡眼草的叶绿素、可溶性糖、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性均呈先升后降的趋势,可溶性蛋白含量逐渐下降,丙二醛（MDA）含量则逐渐升高;3） 两种来源鸡眼草根、茎、叶的锰含量均增加;锰浓度为20000 μmol·L^-1时,污染区和非污染区鸡眼草的叶锰含量分别为对照的16.53和13.41倍。因此,污染区鸡眼草锰耐受能力及富集能力均较非污染区鸡眼草高,较高的抗氧化酶活性是其耐受高锰胁迫的重要生理机制。     

石油污染土壤降解与土壤的环境关系

阐述了石油污染土壤的降解与土壤环境的关系;提出如何消除石油污染土壤降解的环境限制因子,为微生物降解石油提供最理想环境,是有效治理石油污染的关键.     

土壤重金属钝化效果评估——基于大田试验的研究

采用野外大田试验,研究了钙镁磷肥(Calcium-magnesia phosphate fertilizer)、麦饭石(Medical stone)、氧化铁吸附剂(Ferric oxide adsorbent)、氧化铝复合材料(Alumina composite)、植物型有机肥(Plant-based organic fertilizer)、牛粪(Cow dung)、骨炭(Bone char)对某地重金属污染农田的钝化修复效果,并利用动态加权评估方法评估了这几种钝化材料的综合适用性。试验结果表明:几种材料对土壤pH影响均较小,钙镁磷肥、麦饭石微量提高了土壤pH,与对照组相比分别增加0.68和0.74个单位;施加植物型有机肥、牛粪和骨炭提高了土壤有机质含量,与对照组相比分别增加了3.19、2.64 g·kg~(-1)和1.17 g·kg~(-1)(10.04%、8.31%和3.68%)。几种材料在0.6%的投加量下,除植物型有机肥外均有较好钝化效果,土壤有效态镉降低18%以上,且显著减少糙米中镉蓄积量(0.062～0.087mg·kg~(-1)),低于国家食品安全标准限值。为综合评估几种材料的效果及适用性,以土壤重金属有效态含量、糙米镉含量、修复成本和产量为指标构建动态加权函数综合评估模型,评估结果表明,钙镁磷肥的综合修复效果最好,其次为骨炭和植物型有机肥。     

蚯蚓扰动作用对原位污染土壤Cd、Cu、Zn全量和有效性变化的影响及其富集规律

针对我国土壤重金属污染严重问题,选取河北省保定市周边地区持续重金属污染的原位土壤与赤子爱胜蚓为研究对象,采用实地采样与室内培养相结合的方式,研究蚯蚓扰动作用对土壤重金属Cd、Cu和Zn全量与有效性变化的影响及蚯蚓对重金属的富集规律。主要结果如下,蚯蚓在供试土壤(清洁土与3种原污土)中培养至第14天时,不同供试土壤全量Cd、Cu和Zn含量较培养前均呈下降趋势,其中土壤全量Cd含量分别降低了40.48%、9.90%、0.89%和6.15%;土壤全量Cu含量分别降低了3.16%、8.16%、4.34%和7.74%;土壤全量Zn含量分别下降了2.27%、3.53%、3.34%和4.84%。供试土壤DTPA-Cd、DTPA-Cu和DTPA-Zn含量较培养前呈升高趋势,DTPA-Cd含量分别增加了29.41%、16.54%、14.33%和0.51%;DTPA-Cu含量分别增加了10.51%、1.26%、12.28%和5.30%;DTPA-Zn含量分别增加了44.99%、9.62%、7.97%和0.18%。另外,不同污染土壤下随培养时间的延长,蚯蚓体内Cd、Cu和Zn含量总体呈上升趋势。蚯蚓对Cd、...     

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。     

生物通风法修复柴油污染土壤模拟实验研究

通过生物通风技术修复不同柴油浓度污染土壤的土柱模拟实验,研究了各土柱中土壤总石油烃(total petroleum hydrocarbon,TPH)的去除规律,并对影响柴油去除效果的因素进行了分析,结果表明:①经过3个月的生物通风后,初始柴油浓度为5(柱Ⅰ)、10(柱Ⅱ)、20(柱Ⅲ)、40(柱Ⅳ)g/kg的土柱柴油去除率为ⅡⅠⅣⅢ,柱Ⅱ的修复效果最佳,半衰期为60.05天,TPH最终去除率达65.3%;②挥发和生物降解作用影响土柱中柴油的去除,由于重力引起的向下迁移作用只对柴油在土柱中的空间分布产生影响,三者共同作用决定各土柱不同取样口柴油的去除规律;③在实验过程中,各土柱土壤pH变化不大,初始柴油浓度越高土柱水分损失率越小;有效磷和速效氮含量均有所降低,柱Ⅲ降低率最大,分别为58.27%和31.87%,柱Ⅰ最小;土柱上层土壤中的酶活性要低于下层,过氧化氢酶和脱氢酶活性均呈现出先升高后降低的趋势。实验结果为研究各土柱中柴油的生物降解规律提供了依据。     

硫酸根自由基高级氧化技术对污染场地多环芳烃的修复效果研究

硫酸根自由基高级氧化技术(sulfate radical(SO_4~(·–))based advanced oxidation processes,SR-AOPs)是一种被广泛应用于降解土壤有机污染物的原位氧化修复技术。然而,关于SR-AOPs降解土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的报道相对较少。本研究以南京某炼钢厂附近土壤作为试验样本,通过设置不同比例混合体系的过硫酸钠(Na_2S_2O_8)和亚铁离子(Fe~(2+))以及反应不同时间,探究SR-AOPs对土壤中16种PAHs的修复效果以及最佳技术方案。结果表明:Na_2S_2O_8和Fe~(2+)的配比会显著影响土壤PAHs的降解效果,当两者比例达到10︰1时,即Na_2S_2O_8用量为5 mmol/g,Fe~(2+)用量为0.5 mmol/g,反应时间为24 h时,PAHs总降解率最高,可达到29.32%;不同环数的PAHs决定了SR-AOPs的降解效果,其中SR-AOPs对四环PAHs降解效率最高,总降解率达到37.32%;此外,降解效率随反应时间增加而增加,在24 h达到效果最佳。因此,本研究结果可为SR-AOPs修复土壤PAHs提供理论依据。     

施用生物炭和零价铁粉对土壤中镉形态变化的影响

通过施用生物碳和还原性铁粉,研究其对土壤镉形态变化的影响.结果表明:生物碳或还原性铁粉单施及二者配施均极显著改变土壤镉形态.其中生物炭、还原性铁粉二者配施效果优于单施;单施生物炭主要对交换态镉的降低效果显著,同时对碳酸盐结合态镉、有机结合态镉及残渣态镉的形成起显著作用;而单施还原性铁粉对铁锰氧化结合态镉的形成起显著作用.另外,镉的活性指数从4.36降到0.97,不同形态镉含量的最大变化为,交换态镉比例从81.04％降到49.16％;碳酸盐结合态镉从9.44％升到17.93％;铁锰氧化结合态镉从2.95％升到10.88％;有机结合态镉从2.66％升到11.33％;残渣态镉从3.91％升到14.42％.在16个处理中,I3B2(铁粉0.045 g/kg土和生物炭3.0 g/kg土)处理为最佳组合.     

石灰、活性炭对镉污染土壤的修复效果研究

通过模拟铬(Cr,0～300 mg kg-1)污染土壤盆栽试验,研究石灰、活性炭及石灰+活性炭对铬胁迫下小白菜生长状况的影响及对铬污染土壤的修复效果。结果表明:受铬污染的土壤明显使小白菜受到毒害,但经石灰(L1、L2)、活性炭(C2、C3)及石灰+活性炭(L1C1、L2C2)处理均缓解了重金属的毒害症状,显著促进小白菜的生长,生物量较对照提高1～2倍(p<0.05)。3种改良剂相比,在相同Cr浓度处理下,活性炭对降低污染土壤中有效态铬的效果最好,与CK相比,有效态铬的含量降低至0.086 mg kg-1,降幅达77.36%。相关分析表明:小白菜叶部铬含量和根部铬含量与土壤有效态铬含量表现出显著的正相关(p<0.01),土壤pH与土壤有效态铬含量之间呈负相关(p<0.05),所以在铬污染的土壤中,可以提高土壤的pH,以减小土壤铬的植物有效性,使其向植物迁移的风险减小。     

生物表面活性剂在石油污染土壤生物预制床修复中的应用研究

通过拮抗实验选用高效降解菌B2020,真菌F2006、F2008、F6、F9904、F9902进行互配,对生物预制床中的高凝油、稠油、特稠油、稀油进行处理,发现生物表面活性剂对石油的降解有促进降解作用,在90~120d降解率提高较大。如果空气温度较高,无论是否施用生物表面活性剂,石油的降解速率都得到了大幅度提高,平均提高幅度为15%左右。因此,生物修复应尽量选择在温度较高的季节进行。