不同介质中多环芳烃光降解及与生物耦合降解研究现状

多环芳烃(PAHs)是环境中广泛存在的一类有机污染物。它的降解一直是人们关注的课题。光降解就是多环芳烃降解的一种重要形式。对在气相、液相和固相不同介质中的PAHs光降解研究进行了综合论述,重点对PAHs在液相介质的降解速率及影响因素、中间产物及降解机制和反应动力学进行了深入探讨,并介绍了光-生物耦合降解多环芳烃的研究进展。建立系统而有效的PAHs光降解研究技术与方法,是目前当务之急。进一步完善PAHs光降解研究的技术与方法,可更准确地研究PAHs光降解机制及影响因素。     

多环芳烃对植物的影响

介绍了植物体中多环芳烃(PAHs)的来源,并阐述了PAHs对植物生长的影响及植物对PAHs胁迫的生理响应。     

翅碱蓬对镉的耐性及吸收特性的研究

重金属Cd具有高毒性,对生物体危害较大.盘锦红海滩优势物种翅碱蓬能够吸收一定量的重金属,因此可用于湿地滩涂污染的原位修复.通过水培的方法,以翅碱蓬为研究对象,测定不同浓度Cd胁迫下翅碱蓬的根长、苗高、鲜重、叶绿素含量、及根、茎、叶内Cd的含量,探讨Cd对于翅碱蓬生长发育的影响以及对Cd的吸收规律.结果表明:低浓度Cd对...     

盐度、氮、磷含量对翅碱蓬生长的影响

目的：探明盐度、氮、磷含量对翅碱蓬生长的影响。方法：采用盆栽方法,控制土壤的盐度、氮、磷浓度,设计正交试验,研究在不同水平的盐度、氮含量和磷含量条件下翅碱蓬的发芽和生长状况。使用三因素方差法对试验结果进行显著性分析。结果：盐度显著影响翅碱蓬种子萌发和苗重;盐度和氮含量显著影响翅碱蓬苗高、叶绿素积累及对氮磷的吸收;磷含量影响不显著。结论：盐度和氮含量是影响翅碱蓬生长的关键因子,低盐环境有利于翅碱蓬生长,氮含量增加促进翅碱蓬的生长。磷含量对翅碱蓬生长影响不显著。     

盐渍化土壤翅碱蓬根际促生细菌的筛选及对多环芳烃的降解特性

为了强化多环芳烃污染盐渍化土壤的原位植物-微生物修复的应用,获得促进植物降解多环芳烃的高效菌种资源,本研究采用富集培养的方法,从多环芳烃污染的大港油田翅碱蓬根际分离到1株能以菲、芘为唯一碳源同时分泌1-氨基环丙烷~(-1)-脱氨酶的优势菌株B~(-1),通过形态观察和16S rRNA序列分析鉴定该菌株,并对其潜在的促生能力和菲、芘的降解特性进行分析。16S rRNA序列分析结果表明,该菌株为动性球菌属(Planococcus sp.),可产生3-吲哚乙酸,且具有溶磷能力。同时对菲、芘的降解具有较广泛的p H值和盐浓度范围,在菲和芘浓度均为50 mg·L~(-1),p H 8.0,盐度2%时,7 d对菲、芘的降解率为66.6%和52.0%。表面活性剂烷基糖苷的添加使菲、芘降解效率分别提高至94.2%和78.8%。     

高通量测序解析多环芳烃污染盐碱土壤翅碱蓬根际微生物群落多样性

【目的】以多环芳烃(PAHs)污染盐碱土壤为对象,分析比较翅碱蓬根际与非根际土壤细菌群落多样性,为植物-微生物联合修复PAHs污染盐碱土壤提供依据。【方法】在胜利油田油井附近采集翅碱蓬根际土壤和无翅碱蓬生长区域的裸地表层土壤,基于高通量测序技术分析样品中微生物群落结构,并进一步运用Real-time PCR解析土壤中PAHs双加氧酶基因丰度。【结果】翅碱蓬根际土壤盐含量为22.51 g/kg,明显低于裸地土壤的40.03 g/kg,土壤pH值差别不大,分别为8.20和8.22;根际土壤有机质和总氮含量分别为24.41 g/kg和1.59 g/kg,C/N值为15,裸地土壤有机质和总氮含量分别为18.80 g/kg和0.71 g/kg,C/N值为26;高通量测序得到根际和裸地土壤样品优质序列分别为53 854条和30 312条,在97%相似水平下,根际土壤样品所得OTU数、Chao 1指数和ACE指数分别为5 934、11 461和15 555,分别高于裸地土壤对应指数的值(4 262、8 262、11 186),序列分析结果显示,根际土壤包含细菌32门758属,多于裸地土样28门676属,翅碱蓬根际土壤群落结构多样性均高于裸地土壤;PAHs污染盐碱土壤中存在丰富的微生物资源,有Thioalkalispira、Halothiobacillus、Thiohalophilus等多种嗜盐碱或耐盐碱微生物,并在根际土壤中检测到了PAHs双加氧酶基因(PAH-RHDα)。【结论】Thioalkalispira、Halothiobacillus、Thiohalophilus等嗜盐碱或耐盐碱微生物是胜利油田PAHs污染盐碱土壤中的优势菌属;翅碱蓬能有效降低根际土壤盐含量并改善C/N值,增加微生物群落结构多样性,提高PAHs关键功能基因的丰度,有助于促进嗜盐碱PAHs降解微生物在PAHs污染盐碱土壤的生物修复中发挥作用。     

Cu、Cd、Pb在翅碱蓬体内富集动力学研究

采用半静态双箱动力学模型在室内拟合翅碱蓬对三种重金属Cu、Cd、Pb的生物富集过程.在富集过程中通过非线性拟合获得翅碱蓬对三种重金属的吸收速率常数(K1)、释放速率常数(K2)、生物富集因子(BCF)、以及平衡状态下生物体内三种重金属的含量(Cmax)、生物学半衰期(t1/2)等动力学参数.拟合结果表明:Cu在翅碱蓬中...     

盐胁迫对翅碱蓬生长和渗透调节物质浓度的影响

盐胁迫环境抑制植物的生长,不同的盐分浓度对植物的抑制伤害存在差异.本文探讨了翅碱蓬(Suaeda heteroptera Kitagawa)对盐生环境的生理生态适应机制,研究其在不同盐浓度下,株高、根长、鲜重、干重等生长指标以及相对含水量、游离脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量的变化情况.结果表明:盐分对翅碱蓬幼苗的抑制作用...     

翅碱蓬氨基酸、蛋白质和脂肪酸成分的研究

翅碱蓬(Suaeda heteroptera)是广泛分布于我国北方滨海盐碱地的藜科植物。到目前为止,对翅碱蓬的有用化学成分和生理生化特性还没有进行过仔细的研究。仅报道过种子含油量测定的结果。因此对翅碱蓬的开发和利用缺少足够的资料。我们从分析种子和茎叶蛋白质、氨基酸和脂肪酸成分入手,探讨翅碱蓬种子作为人类食品,茎叶作为牲畜饲料的可能性。     

水盐环境梯度下翅碱蓬(Suaeda salsa)的生态阈值

在对翅碱蓬(Suaeda salsa)生物量、密度、株高、盖度、多度相关性分析的基础上选取了生物量作为翅碱蓬生物指标,利用高斯模型分析了黄河三角洲翅碱蓬种群沿水深、土壤盐分的生态阈值,翅碱蓬最适水深为-0.42m,水深生态阈值区间为[-0 92,0.08](m),水深最适生态阈值区间为[-0.67,-0.17](m);最适土壤盐分为12.71 g/kg左右,其盐分生态阈值区间为[5 17,20.25](g/kg),盐分最适生态阈值区间为[8.94,16.48](g/kg).通过分析不同实验区的水盐关系及其交互作用,探讨了水盐交互作用对翅碱蓬生长的影响.最后,通过离差平方和聚类分析,将3个实验区69个样地划分为7类.随着水深和盐分的梯度变化,7类样地的翅碱蓬群落呈现明显的演替.     

非流体介质中多环芳烃污染的微生物固定化修复技术

非流体介质中多环芳烃(PAHs)污染的修复是目前环境工作者所面临的艰巨而紧迫的任务.由于非流体介质环境的特殊性,常规修复方法难以高效地发挥作用,传统微生物修复技术采用的游离微生物也存在许多弊端.而微生物固定化能大幅度地提高参加反应的微生物浓度,避免优势菌受土著菌的恶性竞争,增强微生物的耐环境冲击性.微生物固定化技术在一定程度上克服了传统工艺的不足,因而广泛应用于流体介质(废水等)和半流体介质(泥浆等)环境污染的修复.在概述固定化微生物技术的特点和分析国内外研究进展的基础上,指出将该技术应用于非流体介质中PAHs污染的原位修复领域的可行性,并论述了需要解决的关键科学问题,提出了利用微生物固定化技术修复非流体介质中PAHs污染的未来研究课题.     

土壤中多环芳烃污染对植物生理生态的影响

多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于天然环境中的持久性有机污染物,对土壤的污染尤为突出,给生态环境、植物和人类健康造成严重的潜在威胁.当前,修复受PAHs污染的土壤是国际土壤和环境领域研究的热点,而植物修复是最具潜力的环境修复技术之一.本文对近年来土壤PAHs及其与其他污染物复合胁迫对植物生长及其形态结构、光合作用和抗氧化系统等影响研究的最新进展进行综述,并对今后的重要领域和研究热点进行了展望.     

湿地翅碱蓬生长及渗透调节物质对盐度的响应

辽河口翅碱蓬湿地是濒危物种黑嘴鸥的主要栖息地,其生长情况受海陆交汇带的盐分影响显著,近年来退化严重。探究适宜翅碱蓬生长的盐分范围对保护黑嘴鸥有重要意义。采用生长模拟装置,在翅碱蓬生长期内施用浓度为0、150、300、450和600 mmol·L~(-1)盐溶液,模拟不同盐环境条件下,翅碱蓬生长状况及生理指标对盐度的响应。结果表明:盐浓度为300 mmol·L~(-1)时,翅碱蓬地上高度及根长达到最大,分别为45.6 cm和14 cm;地上部分和根部的游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质3种渗透调节物质含量均达到最大值,分别为0.82和0.58、8.46和6.86、22.26和19.36 mg·g-1;盐浓度达到450 mmol·L~(-1)时,翅碱蓬植株的株高和根长降低,渗透调节物质含量也有减少;在浓度为600 mmol·L~(-1)时,表现出生长缓慢、茎枝枯黄、叶片脱落等现象,甚至出现翅碱蓬植株死亡。在盐浓度低于300mmol·L~(-1)时,翅碱蓬各项生长指标和渗透调节物质都处于上升趋势。研究表明,适当的盐浓度可促进翅碱蓬生长,辽河口湿地翅碱蓬生长的适宜盐度范围是150~450 mmol·L~(-1),在盐浓度为300 mmol·L~(-1)时长势最好,超过600 mmol·L~(-1)时翅碱蓬无法生长。     

黄河口滨岸潮滩不同生境下翅碱蓬硫元素的季节变化

2008年5-11月, 对黄河口滨岸潮滩不同生境下翅碱蓬(Suaeda salsa)硫(S)的季节变化特征进行了研究。研究表明: 中潮滩翅碱蓬(JP1)和低潮滩翅碱蓬(JP2)各器官生物量均具有明显的季节变化特征, 总体表现为JP1 > JP2; JP1和JP2地上与地下部分比值的变化较为一致, 整体表现为JP2 > JP1; 二者枯落物量呈递增变化; JP1和JP2叶、茎和枯落物中的全硫(TS)含量在生长季波动变化明显, 整体呈先增后减变化, 而根中的TS含量在生长季呈递减变化, 符合指数衰减模型; 二者不同器官及枯落物的TS累积量和S累积速率(V_S)季节变化明显, JP1地上部分的TS累积量和V_S明显高于JP2, 且二者地上部分的TS累积量和V_S均明显高于地下; JP1和JP2不同部分的S分配比差异明显, 其中叶的分配比最高, 分别为(38.34 ± 16.19)%和(66.27 ± 12.09)%, 说明叶是翅碱蓬重要的S累积器官。结果显示, 翅碱蓬的生态学特性和其所处生境的水盐状况对JP1和JP2生物量、TS含量、累积量、累积速率、分配比均具有重要影响。     

多环芳烃在土壤中的行为

多环芳烃（PAHs)在土壤中达到吸附平衡时存在“快”和“慢”两个吸附过程,植物能够从土壤中吸收低分子量的PAHs并向植物的地上部分迁移转化,但PAHs在植物体内主要的累积方式是植物地上部分的空气污染,微生物对PAHs的降解依然是去除PAHs的主要方式,主要通过微生物产生的酶的作用,本文详细分析了影响PAHs生物去除的各种因素。     

表面活性剂对土壤中多环芳烃生物有效性影响的研究进展

表面活性剂能够改变多环节烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）在土壤中的溶解度、吸附/解吸平衡和与土壤微生物的相互作用,从而改变PAHs的生物有效性,表面活性剂主要通过降低土壤-水之间的界面张力,增加PAHs的溶解度、促进PAHs的运输等方式来加强PAHs的生物有效性,但由于表面活性剂本身对微生物的毒害作用或无毒的表面活性剂优先作为微生物的生长基质,可能会对PAHs的生物有效性起到抑制作用,另外,表面活性剂对土壤中不同形态的PAHs生物有效性的影响不同,表面活性剂、PAHs和土壤微生物的类型浓度以及土壤的物理化学条件等都对PAHs的生物有效性有影响。     

表面活性剂TW-80对土壤中多环芳烃生物降解的影响

以表面活性剂TW80为供试物,进行了为期150d的实验研究,并分别在30、60和150d间隔采样监测PAHs降解率。结果表明,30d后,土壤中PAHs的降解率达90%,比对照提高约30%.60d后,浓度为10000mg·kg^-1表面活性剂的土壤和对照中,PAHs降解率从65.1%和60%迅速提高到93.8%和79.2%.其它处理中,PAHs的平均降解率仅比30d的结果提高4%.150d后,所有处理中PAHs的降解率均达到90%以上。可以认为,表面活性剂能提高PAHs的生物可利用性,加快PAHs的降解速率,从而减少污染暴露时间。但表面活性剂浓度过高可抑制微生物活性。研究还发现,TW80土壤中含有优势真菌。经鉴定为常见青霉、蠕形青霉、淡紫青霉和顶孢头孢霉。它们是土壤PAHs迅速降解的动因.     

刺毛碱蓬种子多型性及其对极端盐渍环境的适应

采用盆栽和生长箱培养方法,对真盐生植物刺毛碱蓬2种形态种子的发育形态特点和萌发过程中对盐度响应的特征进行研究,以了解其对极端盐渍环境的适应.结果表明:(1)在施加0.2%～0.6% NaCl条件下刺毛碱蓬种子产量对盐度增加存在正响应,且在不同生长时期产生形态特征完全不同的2种形态种子,其中一种体积较大、种皮较软且脱水子叶为深绿色(简称软皮种子),软皮种子成熟、干燥脱水后的子叶中有叶绿素存在;另一种体积较小、种皮坚硬且子叶为白色(简称硬皮种子).(2)对2种形态成熟的脱水种子分别在去离子水和700 mmol·L-1 NaCl溶液中浸泡0、12、24 h后测定其种子萌发率、子叶叶绿素含量及光合作用能力的变化,结果发现,无论是否有盐胁迫,软皮种子吸水后的总萌发率均显著高于硬皮种子;软皮种子吸水3 h后即能检测到光合放氧,但经盐处理的种子与去离子水处理的种子其光合放氧能力无显著差别.(3)刺毛碱蓬2种形态的种子在高盐度条件下具有分批次萌发的特征;软皮种子子叶含有叶绿素在吸水后不久进行光合作用并形成幼苗,而硬皮种子萌发迟,但传播扩散远,这些特征在种子萌发和种群建成过程中起到了分摊萌发风险的作用,使刺毛碱蓬具有对更大范围盐渍环境的适应特性.     

纤维素在不同介质中的吸附碱的研究

文中研究了纤维素在不同介质(水、乙醇、吡啶及N,N-二甲基乙酰胺)中吸附碱测定情况并通过对比总结出了纤维素对氢氧化钠随用碱量及介质变化规律:纤维素的吸附碱量随着介质及用碱量不同而有所变化,用水作碱化介质比用有机溶剂/水作碱化介质时的吸附碱量少;在用有机溶剂/水作碱化介质时,纤维素对碱吸附表现出大致相同的变化趋势。