土壤重金属污染的微生物生态效应研究进展

对近年来土壤重金属污染微生物生态效应的研究进展进行了归纳总结,主要从微生物群落特性和微生物生理、生化参数等几个方面进行了阐述。重金属污染土壤后,尤其是高浓度的重金属污染对微生物生物量和群落结构都有破坏作用,但由于微生物群落结构的复杂性和研究方法的片面性,一直是研究的热点和难点,开发更加简便、直接的方法将是对这方面研究的突破。同时,微生物的生理、生化参数是从另一侧面反映重金属污染对微生物的影响,它是对微生物群落特性研究的有利补充,所以不同方法的合理选择和搭配是实验取得预期结果的关键因素之一。     

重金属对土壤微生物的生态效应

通过分析重金属对土壤微生物生化过程与数量、种群及群落的影响、影响重金属对土壤微生物毒性的因素、重金属对土壤微生物毒性的评价指标、微生物对重金属的耐性与适应性以及重金属毒性的差异 ,综合评述了重金属对土壤微生物的生态效应 .     

重金属土壤微生物的生态效应

通过分析重金属对土壤微生物生化过程与数量、种群及群落的影响、影响重金属对土壤微生物毒性的因素、重对土壤微生物毒性的评价指标、微生物对重金属的耐性与适应性以及重金属毒性的差异,综合评述了重金属对土壤微生物生态效应。     

五节芒对重金属污染土壤微生物生物量和呼吸的影响

选择3个五节芒在重金属污染地的定居点作为研究样地,其中两个为Pb/Zn矿尾矿砂堆积地（W：黄岩铅锌尾矿;Y：三门铅锌尾矿）,一个为冶炼厂附近污染农田（N）,分别测定其根围与根际土壤微生物基础呼吸、微生物量碳、微生物量氮、土壤理化特性和土壤重金属含量.结果表明：根际土壤微生物基础呼吸和微生物量氮均显著地高于根围土壤（P<0.05）,除了N样地外,微生物量碳在根围与根际之间差异不显著（P>0.05）.根际土壤有机碳、总氮（Y样地除外）和离子交换量（N样地除外）低于根围土壤.根际重金属（Pb、Zn、Cu、Cd）总量与DTPA（二乙三胺五乙酸）可提取量普遍低于根围土壤.冗余分析（RDA）表明,根围和根际土壤微生物与土壤理化特性呈不同程度的正相关,而与土壤重金属含量呈现不同程度的负相关.主分量及回归分析同样证明土壤微生物总体变化与土壤理化特性呈正相关（根围R²=0.653;根际R²=0.690）,而与重金属含量呈负相关（根围R²=0.610;根际R²=0.662）.     

德兴铜矿尾矿重金属污染对土壤中微生物多样性的影响

【目的】为更好地了解重金属污染与微生物多样性之间的相互作用关系,以江西德兴铜矿4#尾砂库为研究对象,采集野外实地样品共16件进行分析(包括尾砂样品以及周围农田和菜地土壤样品)。【方法】一方面对样品中可培养异养细菌进行平板计数,一方面采用变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)对样品中可培养和不可培养微生物分子生态多样性进行研究;同时采用PCA(Principle component analysis)方法分析样品理化性质、重金属及主要元素与可培养细菌数量及微生物多样性之间的相互关系。【结果】元素分析结果表明该尾矿区样品受到不同程度重金属Cu、Cd、Zn、Ni、Pb和Cr的污染;可培养异养细菌在尾砂样品中数量最少,在菜地和农田土壤样品中有明显增加;多样性指数(Shannon-Weaver index H)计算结果发现H最大值出现在距离尾矿中等距离、重金属浓度在中等程度的样品中。PCA分析结果表明可培养异养菌数量与理化性质如有机碳、有机质、含水率等相关性较大,重金属影响不明显;而多样性指数H除与上述理化性质相关性较大外,还受到重金属Ag、Zn、As、Pb、Ni、Cr等的影响,而在样品中含量普遍比较高的重金属如Cu、Cd等并不成为影响微生物多样性的主要因素。【结论】从这些长期受重金属污染的野外实地样品来看,以上结果说明不同重金属浓度对微生物多样性的影响可能并不是实验室研究的简单的线性关系。     

重金属污染土壤中微生物的多样性

<正>土壤重金属污染是指人类活动将重金属混入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于原有含量,并造成生态环境质量恶化的现象[1]。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。除了来自农药、废水、污泥和     

镍污染对土壤微生物的生态效应

镍是高等植物和某些微生物必需的微量营养元素之一,在它们的生命活动中起着重要作用;但浓度较高时,也是一种极毒元素。大量的研究表明,镍污染土壤中微生物的生长、代谢、群落结构和种群多样性会受到不同程度的影响;微生物在长期受重金属威迫的环境中形成其适应性。利用微生物形成的这种适应机制,采用微生物技术治理重金属污染的土壤是可能的。本文还对镍污染土壤的微生物评价指标体系、土壤环境容量、微生物技术开发和综合治理技术开发等的进一步研究作了展望。     

解磷微生物修复土壤重金属污染研究进展

土壤重金属污染问题日益严重,具有普遍性、隐蔽性、表聚性、不可逆性等特点,已经成为环境污染治理中的热点、难点问题。解磷微生物能够依靠自身的代谢产物或通过与其他生物的协同作用,将土壤中的难溶性磷转化为可供植物吸收利用的磷,具有多重植物促生长功能和重金属解毒能力,可在重金属毒害水平下,促进植物生长、提高植物抗病能力、克服重金属对植物生长的不利影响,从而增强重金属修复植物的生存竞争力。从解磷微生物的研究现状入手,介绍了解磷微生物对土壤重金属污染的修复能力,综述了解磷微生物对土壤重金属污染修复的作用机制,分析了目前解磷微生物在重金属修复过程中存在的问题,并提出了今后研究的方向,为重金属污染土壤的修复提供了新思路。     

微生物对植物修复重金属污染土壤的促进效果

以印度芥菜作为超富集植物,通过盆栽试验研究了巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂、黑曲霉30177发酵液对植物修复Cd、Pb、Zn污染土壤的作用.结果表明：巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂不仅可以促进超富集植物的生长,增强超富集植物对土壤Cd、Pb、Zn的吸收,而且大幅度提高了植物的修复效率,在添加外源可溶性Cd、Pb、Zn的污染土壤上,可分别使印度芥菜提取量(以植物干质量计)提高1.18、1.54和0.85倍,在添加底泥Cd、Pb、Zn污染的土壤上,可分别使印度芥菜提取量提高4.00、0.64和0.65倍,在底泥污染的土壤上的促进效果明显强于外源添加污染的土壤.黑曲霉30177发酵液能显著促进印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn的吸收,在添加外源可溶性Cd、Pb、Zn的污染土壤上,印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn的吸收量分别比对照提高了88.82%、129.04%和16.80%;在添加底泥Cd、Pb、Zn污染的土壤上,可分别比对照提高78.95%、113.63%和33.85%;但它可导致印度芥菜生物量的大幅度降低,起不到提高植物修复提取量的效果.经反相高效液相色谱初步分析发现,胶质芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌发酵液中含有草酸、柠檬酸等有机酸,有机酸对重金属有一定的溶解作用,从而提高了重金属的生物有效性.     

重金属污染对土壤有机质积累的影响

采用田间采样分析与室内培养试验相结合的方法,研究了不同重金属污染土壤中有机质积累的差异及重金属污染强度对土壤有机质矿化动态变化的影响.结果表明：污染土壤中重金属的大量积累可减弱有机物质的矿化速率,增加土壤有机质的积累.土壤中颗粒态有机质及其占总有机碳的比例随重金属积累的增加而增加;而微生物生物量碳占总碳的比例却随土壤重金属污染水平的提高而下降.污染土壤中颗粒态有机质对重金属有显著的富集,这可能是影响土壤有机物质进一步矿化的原因之一.重金属污染可改变土壤有机质的矿化速率,影响土壤有机质的积累与分配.     

微生物修复农田土壤重金属污染技术分析

文章通过了解微生物修复的基本定义与特征,结合农田土壤整体重金属污染情况,有针对性地引入了微生物修复技术,并观察其修复实况,分析微生物修复农田土壤重金属污染的效果,并基于此不断调整与优化修复方案,希望最大程度地发挥微生物修复技术的作用。这对于农田土壤的可持续、高效利用具有基本的保障意义,并能为后续相关研究提供可参考数据。     

重金属污染土壤植被恢复过程中的土壤微生物特征

研究了重金属污染裸地植被恢复4、5、6a和7a后的植物凋落物积累量、土壤化学特征、重金属含量与土壤微生物特征.结果表明:与未恢复裸地相比,植被恢复显著地提高了根际土壤中的有机碳(18.6～31.1 g·kg-1)、总氮(0.88～1.56 g·kg-1)和总磷(0.34～0.39 g·kg-1)含量(P<0.05);上述指标以及植物凋落物积累量没有随植被恢复年龄增加而提高.植被恢复地土壤pH、重金属铅、锌、铜的总量和DTPA(diethylenetriaminepentaacetic acid)可提取量均显著地高于未恢复裸地(P<0.05),并且随植被恢复年龄增加呈现出一致提高的趋势.土壤微生物量碳和氮在5个研究样地中的变化趋势基本一致,即最大值均出现在样地RV(恢复5a)(127.34 mg·gdw-1和2.45 mg·gdw-1),然后在样地RVI(恢复6a)和RVII(恢复7a)均有不同程度地下降.微生物量氮在4个恢复样地中变化显著(P<0.05).土壤微生物基础呼吸和功能多样性最大值发生在样地RVI(59.10 mg·gdw-1和3.14),随后在样地RVII中略有下降(P > 0.05).未恢复裸地的土壤微生物对羧酸和胺类化合物利用率显著大于4个恢复样地(P<0.05),对碳水化合物、氨基酸、聚合物和杂合物的利用率显著低于4个恢复样地(P<0.05).主成分分析结果表明,未恢复裸地的CLPP(community level physiological profiles)指纹与恢复样地存在显著差异(P<0.05),4个恢复样的CLPP指纹相似.     

铜川煤矿区重金属污染对土壤微生物群落代谢和酶活性的影响

研究了陕西省铜川煤矿矿区的重金属污染状况以及不同程度的重金属污染对土壤微生物代谢、微生物群落功能以及土壤酶活性的影响.结果表明： 铜川矿区土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Pb全量及有效量均显著高于非矿区土壤,其中Cd污染最为严重.采用Biolog方法结合主成分分析和聚类分析发现,随着污染程度的增加,不同土壤微生物群落间的代谢特征发生显著变化,而且这种变化主要体现在糖类和氨基酸类碳源的利用差异.在轻度、中度污染情况下,土壤微生物群落对碳源的利用表现出激活效应;而在重度污染的情况下,土壤微生物群落对碳源的利用表现出抑制效应.随着污染程度的增加,脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性均呈现降低的趋势,矿区土壤脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别是非矿区土壤中相应酶活性的50.5%～65.1%、19.1%～57.1%、87.2%～97.5%、77.3%～86.0%;蔗糖酶和纤维素酶在中等污染程度以下的土壤中表现为激活效应,而在重度污染的土壤中表现为抑制效应.     

土壤微生物代谢活性受铁矿区重金属污染影响的探析

铁矿区重金属污染的土壤中常常存在多种耐重金属的真菌和细菌等各种微生物。由于微生物修复技术应用成本低,对土壤肥力和代谢活性负面影响小,可以避免因污染物转移而对人类健康和环境产生影响,近年来在生态修复技术领域备受关注。本文将主要探讨铁矿区重金属污染对土壤微生物代谢活性的影响及处理措施。     

重金属污染土壤植物修复中的微生物功能研究进展

综述了国内外在重金属污染土壤植物-微生物联合修复领域的研究报道,总结了近5年的研究实例。植物-微生物联合修复体系具有生物固定与生物去除土壤重金属的两种功能,根际微生物可以菌根、内生菌等方式与根系形成联合体,通过增强植物抗性和优化根际环境,促进根系发展,增强植物吸收和向上转运重金属的能力。建立植物-微生物联合修复体系,可充分发挥植物与微生物作用功能的优势,提高污染土壤的修复效率。增强植物修复体系中微生物功能的重点是深入研究根际微生物、根系和介质载体三者之间复合功能,结合污染土壤类型与植物群落配置的特点筛选扩繁高效菌种与菌群。     

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。     

重金属污染土壤的植物-微生物联合修复研究进展

重金属污染土壤的生物修复技术是土壤污染整治的重要手段之一,是近几年来国内外研究的热点,同时也是现今土壤污染治理中环境友好、成本低廉的技术.本文主要论述了重金属污染土壤的植物-微生物联合修复的原理与形式,介绍了此技术中土壤重金属污染物特性、植物本身生理生化特性及植物根际环境等影响因素的研究进展,并讨论了植物-微生物联合修复今后的研究重点.

Abstract：

Bioremediation is one of the important means in controlling soil heavy metals pollu-tion, which has the advantages of environmentally friendly and cost-effective, and attracted much attention around the world. This paper discussed the principles and forms of plant-microorganism combined remediation, and introduced the research progress on the behaviors of heavy metals in soils, the physiological and biochemical characteristics of plants, and the changes in rhizosphere environment under the remediation. Some perspectives for future research were proposed.     

重金属复合污染对土壤植物系统的生态效应Ⅰ.对作物、微生物、苜蓿、树木的影响

研究Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染对土壤植物系统的生态效应,供试污染物浓度以接近国内外土壤环境质量标准值作为高剂量处理.结果表明,该5种元素间可产生加和与协同作用,对生态系统造成危害.低剂量时,即可使土壤微生物活性受到抑制,高剂量时可使农作物减产10%,在酸性土壤上减产达50%以上,对苜蓿及树木也同样引起减产.     

台州市路桥区重金属污染对土壤动物群落结构的影响

通过对台州市路桥区峰江再生园区及周围的8个样地采样调查,分析了重金属污染对土壤动物多样性的影响。对研究区域进行大量取样调查并测定土样中Cu、Zn、Pb、Cd 的含量。计算出重金属综合污染指数,运用地理信息系统(GIS)技术中的插值法根据重金属综合污染指数制作重金属综合污染趋势图。结合重金属综合污染趋势图与实地勘察,共设置8个采样地。研究方法为大型土壤动物采用野外分层手捡计数,中小型土壤动物用取土器分层取土,带回室内分别用干湿漏斗分离并镜检。结果表明:(1)8个样地共获得土壤动物844只,分属于4门9纲20个类群,其中优势类群为蜱螨目、弹尾目和线虫纲,其他为常见类群和稀有类群。(2)8个样地中土壤动物的个体数量存在极显著性差异(P<0.01),类群数存在极显著性差异(P<0.01)。在严重污染区,土壤动物的数量和类群数稀少,而轻度污染区土壤动物的密度大、群落多样性高,稀有类群大量出现。表明重金属污染能对土壤动物多样性构成严重影响,土壤动物群落的类群和个体数量随污染程度的加重而减少(3)用群落多样性指标DG衡量重金属污染对土壤动物多样性的影响,结果为随着综合污染指数的减小,DG指数逐渐增大。(4)用简单相关性分析表明土壤动物数量变化与综合污染指数具有极显著负相关性(相关系数-0.86),与有机质含量有一定相关性(相关系数0.42)。在轻度污染的样地中,土壤动物的数量随有机质含量的升高而上升,表明在严重的污染区,重金属的毒性对土壤动物的影响是主要的,而在轻度污染区,有机质含量可能成为影响土壤动物多样性的主要因素。(5)从弹尾目的等节跳科和球角跳科在8个样地中的分布特点可知,本地区的等节跳科对重金属污染的耐受力最强。球角跳科数量大、密度高,对重金属污染较敏感,可作为重金属污染的指示生物。