重金属超富集植物的研究与利用

阐述了超富集植物的定义、特性及研究历史和现状,介绍了国内外应用超富集植物修复重金属污染土壤的实例,指出了超富集植物研究存在的问题和发展方向。     

石油污染盐碱土壤棉花根际微生物与石油烃降解关系

【目的】探讨棉花(Gossypium spp.)生长对石油烃(TPH)污染盐碱土壤微生物群落结构的影响,揭示根际微生物与TPH降解的相关关系。【方法】利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法解析根际土壤活性微生物群落随棉花生长的动态变化特征。【结果】根际土壤先后出现了21种PLFAs,包括：饱和脂肪酸(SAT),标识除放线菌之外的细菌;甲基支链末端型饱和脂肪酸(TBSAT),标识除放线菌之外的革兰氏阳性(G+)细菌;标识真菌的多不饱和脂肪酸(PUFA);标识放线菌的甲基支链中间型饱和脂肪酸(MBSAT);标识革兰氏阴性(G?)细菌的单不饱和脂肪酸(MONO)和环丙基脂肪酸(CYCLO)。棉花根际与未栽种棉花的对照(CK)相比,根际土壤微生物PLFAs种类在苗期、蕾期、吐絮期分别增加了100%、83.3%、20.0%,生物量分别增加了53.9%、6.60倍和60.7%;土壤TPH降解率分别提高13.0%、28.0%和30.6%。相关性分析表明：根际土壤TPH降解与根际土壤微生物总生物量具有低度正相关关系(|r|=0.5),但与a14:0、a16:0、i15:0标记的G+细菌生物量高度正相关(|r|≥0.8)。【结论】棉花生长对石油污染盐碱土壤活性微生物群落结构具有显著(p<0.05)的影响,且加速了土壤TPH的降解。该结果将为今后更好地开展石油污染盐碱土壤的生物修复技术研究提供理论依据。     

4种藤本植物对锰污染土壤的耐受性及其生理响应

为筛选对Mn污染土壤具有较高耐受性的藤本植物并探讨其抗Mn生理机制,以薜荔、忍冬、五叶地锦和络石扦插苗为材料,采用模拟Mn污染土壤培养法,配置Mn含量分别为3 000mg/kg(T1)、6 000mg/kg(T2)、9 000mg/kg(T3)和12 000mg/kg(T4)的Mn污染土壤,以不加Mn的土壤为空白对照(CK),研究不同浓度Mn胁迫对4种藤本植物生物量、生长量、不同部位Mn含量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,并对其耐性指数(Ti)、转移系数(TF)、生物富集系数(BCF)进行了比较分析。结果表明:(1)随着Mn处理浓度的升高,薜荔、五叶地锦、忍冬、络石的生物量、生长量总体呈现下降的趋势,平均耐性指数依次分别为82.48%、84.86%、89.21%和95.41%。(2)地上部分、根系的Mn含量随着Mn处理浓度的增加总体呈现升高的趋势,且根系的Mn含量都高于地上部分,TF值均小于1,地上部分和根系的BCF平均值均依次为:络石忍冬五叶地锦薜荔。(3)随土壤Mn处理浓度的升高植物叶绿素含量总体呈现下降的趋势,MDA含量持续上升,而SOD活性、POD活性、CAT活性呈先升后降的趋势,在T4处理时络石的叶绿素含量和三种抗氧化酶活性下降幅度、MDA上升幅度均低于其他3种植物。研究表明,络石较其他3种植物具有更高的Mn耐受性以及Mn转移能力和富集能力,可作为Mn尾矿污染土壤修复的潜力植物。     

铅污染对青杨雌雄幼苗铅富集和营养特征的影响

该研究以青杨雌雄幼苗为实验材料,采用盆栽控制实验的方式,设置20.5(CK)、50(T1)和100mg·kg-1(T2)3个铅浓度水平,分析面源水平铅污染条件下青杨性别间铅的积累和营养状况的差异。结果表明:(1)与CK相比,面源水平铅污染条件下,青杨雄株幼苗的总生物量未受到显著影响,雌株总生物量显著降低,但相同处理条件下雌株生物量均显著高于雄株。(2)2个梯度的铅污染均未显著影响两种性别青杨各器官中N的浓度,且雌雄间的性别差异不显著,但T2处理一定程度降低了两种性别各器官中P的浓度;与CK相比,雄株在受铅胁迫处理时N/P逐渐增加,说明此时雄株的生长可能会逐渐受到P素营养缺乏的影响。(3)随着铅处理浓度的增加,青杨雌株幼苗对铅的积累总量逐步增加,但雄株的积累总量的增加却不显著。可见,青杨雄株在面源水平铅污染条件下的抗性和耐受性优于雌株;雌雄青杨对土壤铅污染有不同的适应策略,雌株对铅的积累策略是其生物量下降以及营养平衡受到影响的主要原因,雄株对铅低吸收的策略使其更适应在铅污染区域生长。     

水藓植物的综合利用

水藓是较为敏感的水生生态系统环境污染指示植物之一,它具有灵敏、精确和直接等特点,现已被广泛应用于监测重金属污染以及富集抗生素残留物等方面.对水藓作为重金属污染生物指示剂、对抗生素残留物的富集及其药用价值研究进展进行综述,为水藓植物综合利用提供依据.     

黄河上游环境污染对花背蟾蜍抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

选择黄河上游污染程度较严重的兰州地区和相对无污染的刘家峡地区作为研究样点,比较分析了两地花背蟾蜍（Bufo raddei）肝脏和肾脏中抗氧化酶SOD、CAT和GPx活性及丙二醛（MDA）含量。与刘家峡地区相比,兰州地区花背蟾蜍肝脏的SOD活性升高,CAT和GPx活性极显著降低,肾脏GPx活性显著增高,肝脏和肾脏MDA含量明显高于刘家峡。结果表明,黄河上游环境污染使得花背蟾蜍体内氧化胁迫加重,导致其组织脂质过氧化程度升高。     

聚乙烯醇-海藻酸钠固定Microbacterium sp. S2-4的微环境分析

以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和海藻酸钠(sodium alginates,Na·Alg)作为包埋载体,以五硼酸铵和氯酸铁、氯酸铝溶液作为交联剂,固定微杆菌Microbacterium sp. S2-4,制备得到固定化球形颗粒.利用扫描电子显微镜(SEM)分析了在去除污染地表水COD过程中固定化球形颗粒的微环境变化,指出物理阻隔、吸附和种群排斥联合作用是固定化微环境对不利外界环境的主要屏蔽机理;同时还指出了通过该方法制备得到的固定化颗粒存在的结构缺陷.     

耐阴植物对空气污染在相应功能空间中的应用

甲醛是室内空气中的有害挥发性有机化合物(VOCs)之一,不仅能引起感觉刺激,而且能诱发鼻咽癌。本研究的目的是研究耐阴植物从室内空气中去除甲醛的能力以及耐阴植物景观对人体健康、生态环境等方面的作用,并对现阶段耐阴植物景观在不同功能空间的应用进行研究。采用室内棕榈树为研究对象。在48 h内将不同浓度的甲醛连续通入室内(0.66±16.4) mg/m~3来评估整株植物、生长培养基和根对去除甲醛的贡献。研究表明,长时间暴露于空气中的情况下,该植物能有效地从被污染的空气中去除65%～100%的甲醛,但是去除效果取决于入口浓度。与对照植物相比,观察到处理植物的叶绿素含量,类胡萝卜素和水含量的微量降低。因此,本研究测试的耐阴棕榈植物显示出高耐受性和从内部环境中去除甲醛的良好潜力。     

不同重金属污染水平下生物结皮及下层土壤细菌群落的差异性分析

为了探究生物结皮及下层土壤细菌群落多样性及结构在不同重金属污染水平下的差异及其影响因素,以宁夏东部工矿区和封育草地内广泛分布的两类生物结皮为研究对象,采用高通量测序技术,分析结皮层(A层)和结皮下层(B层)土壤细菌群落结构和多样性差异。采用相关分析、冗余分析探讨两个生境生物结皮各层次细菌群落与土壤环境因子的关系。结果表明：(1)相较于封育区,工矿区2类生物结皮对源自大气降尘的重金属元素具有更显著的表层富集作用,并表现出显著的种间差异：苔藓结皮>藻结皮。污染负荷指数评价结果显示：工矿区生物结皮各层次重金属污染程度更高,且均表现为A层污染程度高于B层。(2)两个生境的优势细菌门组成基本一致,均为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门。受生物结皮类型、重金属污染程度的影响,细菌群落结构差异显著,主要表现为：工矿区藻结皮A、B层的α多样性指数均大于封育区,而苔藓结皮A、B层的细菌多样性指数高于封育区,丰富度指数低于封育区。主坐标分析结果显示,不同生境的生物结皮细菌群落结构差异明显,而同一生境的生物结皮细菌群落结构相似。重金属As、Pb、土壤黏粒含量和pH是影响生物结皮细菌群落结构的主要土壤环境因子...     

石油污染对土壤微生物群落多样性的影响

土壤中的微生物主要有细菌、放线菌、真菌三大类群,微生物在石油污染的土壤中发挥着维持生态平衡和生物降解的功能。文中以四川省遂宁市射洪县某废弃油井周围不同程度石油污染土壤为供试土壤,首先对各组供试土壤的基本理化性质进行测定分析;然后采用平板菌落计数法测定了供试土壤中三大类微生物数量的变化,结果表明:相比未被污染的对照土壤,石油污染的土壤中细菌、放线菌、真菌数量均减少,并且土壤中可培养微生物的数量与土壤含水量呈正相关;再采用454焦磷酸测序技术对土壤中的细菌群落多样性及变化进行16S rRNA基因分析。在所有供试的4个土壤样品中,共鉴定出不少于23 982个有效读取序列和6 123种微生物,相比于未被污染的对照土壤,石油污染土壤中细菌的种类更加丰富,主要优势门类为酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和变形菌门。但不同土壤样品中优势菌群的群落结构有所差异,石油污染的土壤中,酸杆菌门、放线菌门和变形菌门的数量最多,未被石油污染的土壤中,放线菌门、拟杆菌门和变形菌门的数量最多。