土壤重金属污染的微生物-植物联合修复技术研究进展

微生物-植物联合修复技术具有环境友好、成本低、强化植物修复效果、原位修复,美化环境等优势,其在修复土壤重金属污染领域中具有巨大潜力,成为该领域的研究热点.土壤中菌根真菌、根瘤菌、植物内生菌、根际微生物可与植物建立良好的共生关系,在重金属胁迫下,促进植物生长,增强植物对重金属的抗性,提高植物对重金属的提取或固定率,进而强化植物的修复效果.笔者系统阐述微生物-植物联合修复技术的形式种类、作用机制、问题及展望,旨在为治理土壤重金属污染提供新思路.     

外源微生物强化修复石油污染土壤的研究

通过对大港油田石油污染土壤进行异位强化生物修复,考察投加外源微生物是否能够加速生物修复进程以及土壤中石油污染物质降解的影响因素。收集的土壤分为两组后充分混合,干土中含油质量分数分别为8416,16385 mg/kg。通过监测降解过程土壤中油含量的变化,分别考察自然菌群、营养刺激自然菌群、不同外源微生物、疏松剂(锯末)、不同初始油含量等因素对石油污染物降解的影响。色谱-质谱分析手段分析降解前后石油污染物质组分的变化。石油污染土壤经过300 d的处理,在水含量一定的前提下,外源微生物对于石油污染物质加速降解具有显著作用。疏松剂和外源微生物协同作用下除油效果显著,除油率高达79%。降解前后的石油物质色谱-质谱分析表明,相对分子质量小于C28的烷烃的微生物利用率高于相对分子质量大的烷烃,微生物可以有效降解多环芳烃。     

芦苇根际对有色溶解性有机质的脱色机理及环境行为

有色溶解性有机质(CDOM)是水体中天然有机质的重要组成成分,它的过量输入会造成湖泊、水库等水体的富营养化,甚至直接污染饮用水。植物修复技术具有经济有效、绿色环保等特点,适用于环境中CDOM面源污染的控制与治理以及污水处理厂尾水中CDOM的深度净化。研究植物净化过程中CDOM的脱色原理及环境行为,对水环境保护和饮用水安全具有十分重要的意义。通过CDOM在植物根际中的脱色、分布和组成分析,探究植物对CDOM的脱色性能以及CDOM在根际环境的分布特征和组成成分;结合植物根系分泌物和酶提取液的脱色实验,考察根系分泌物和植物酶对CDOM脱色反应的影响机制。结果表明:CDOM难以自然水解,其有效脱色依赖于植物的存在;植物对CDOM的作用方式以根系吸收为主、根表吸附为辅,形成了大部分CDOM以低分子形态累积在植物体内(92.2%)、少部分CDOM以高分子形态附着在植物表面(7.7%)的分布特征;植物根系分泌物虽然不能直接影响CDOM的脱色过程,但可以通过改善根际微环境、促进微生物生长、富集相关降解菌种、改变CDOM生物可利用性等方式来强化根际微生物对根表附着的高分子CDOM的碳源利用能力;经生物降...     

重金属超富集植物根际微生态研究进展

阐述近年来国内外在超富集植物吸收重金属的根际微生态效应这一领域的研究成果,介绍了根际微生态效应在植物修复中的应用：重金属在根际环境的分布与累积、地球化学赋存形态、生物有效性以及影响重金属根际行为和生物有效性的主要因素（pH、根系分泌物、微生物）等。但植物尤其是重金属超富集植物的根际作用以及根际微生物群落特征,根际土壤环境条件对重金属的生物有效性制约机理等一系列基础理论问题目前研究仍不够深入,有待进一步加强。     

功能微生物对炼厂剩余污泥减量化效果的研究

研究了投加酵母菌群、光合细菌群和混合菌群等多功能微生物菌群促进炼厂的剩余污泥的减量化效果。通过多次污泥减量试验,观察到在好氧消化基础上投加功能菌群能显著促进炼厂剩余污泥减量化。结果表明,与仅好氧曝气条件下相比,投加酵母菌群、光合细菌群、混合菌群的MLSS去除率明显提高了13.81%、30.58%、37.94%;投加功能菌群作用后的污泥沉降性能均优于投加前;pH值均逐渐降低。功能微生物降解效应使石油组分发生明显的变化,强化了对低中碳正构烷烃的降解程度,有利于将高碳链烃降解为低碳链烃。     

生物炭添加对根际土壤微生物群落影响研究进展

为揭示生物炭添加对根际土壤微生物群落的影响及其作用机理,进而指导农林业生产。本文通过梳理根际微生物群落形成及其影响因素、生物炭添加对根际土壤环境影响,探讨生物炭对植物根际土壤微生物群落的实际影响与可能的作用机理。研究表明,生物炭添加能够提高根际土壤微生物群落的丰度,调控根际土壤微生物群落结构,并使其向有利于植物生长的方向转化,提高根际土壤微生物多样性。究其原因,是生物炭既可以直接吸附若干种类微生物,为微生物提供养分和繁殖空间,也可以参与到土壤、植物、气候和时间对根际土壤微生物的作用,产生间接影响。     

四株植物根际促生菌对农田土壤N2O排放的影响

农田土壤是温室气体氧化亚氮(N₂O)最重要的人为排放源之一.本文以四株植物根际促生菌：白色芽孢杆菌Bacillus albus Lv5A、枯草芽孢杆菌枯草亚种Bacillus subtilis sp.subtilis NRCB002、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri NRCB010和暹罗芽孢杆菌Bacillus siamensis NRCB026为研究对象,采用温室盆栽试验、土壤微宇宙试验及田间原位试验等方法,探究接种植物根际促生菌对农田土壤N₂O排放的影响.结果表明,在温室盆栽条件下,接种四株植物根际促生菌的土壤N₂O累积排放量从高到低依次为NRCB002> Lv5A> NRCB026> NRCB010,与未接种的对照相比分别减少了2.3%、33.1%、34.2%和40.0%.选择NRCB010和NRCB026菌株进一步开展土壤微宇宙试验和田间原位试验.与未接种的对照相比,在土壤微宇宙条件下接种NRCB010和NRCB026的土壤N₂O累积排放量分别减少了21...     

有机污染土壤的生物修复研究进展

综述了有机污染土壤生物修复的三种技术,即微生物修复技术、植物修复技术、菌根生物修复技术及其研究现状,并展望了这三种生物修复技术今后的研究方向,如利用表面活性剂提高植物修复效率时,应考虑其最佳使用量;加强研究根分泌物在植物修复土壤污染中的作用;进行植物-微生物联合体筛选技术研究;筛选促进污染物降解的优良菌根菌种等。     

植物修复技术在污染土壤修复中的应用

土壤是人类赖以生活和生产的最重要自然资源,但人类活动或自然作用能导致土壤污染。如何将被污染的土壤作为宝贵的自然资源进行修复是一个世界性的难题。近年来利用绿色植物修复污染土壤被视为一项新兴的绿色技术而迅速发展。本文就污染土壤的植物修复技术原理、研究现状、实用化促进等方面作一些介绍和讨论。植物修复技术是利用植物吸收、固定、挥发、降解的机能去除或分解转化污染物质,使土壤系统的功能得到恢复或改善,属于一种低成本、非破坏型的原位污染土壤修复与土壤资源保护方式。根据其作用过程和原理,可以分为植物萃取、根际过滤、植物固定、植物挥发、植物降解等类型。植物修复技术的研究在80年代之后逐渐展开,目前在重金属超富集型植物的发现和富集机理、各种无机污染物和有机污染物的植物修复与机理、修复效率促进、污染场地的试验性修复等方面得到广泛研究,但还没有达到广泛普及应用的程度。本文指出,对于范围广面积大的土壤污染,建立有效的收益型植物修复模式, 将污染土壤作为可再生资源边利用边修复是非常必要的。     

六种观赏植物根际土壤微生物菌群结构分析

[目的]探讨校园环境中不同观赏植物生长和根际土壤微生物数量、种群结构与代谢功能多样性的关系,以及它们之间的相似性和差异性.[方法]以校园生境为基础,收集校园日本樱花、石楠、枫杨、银杏、夹竹桃、紫楠六种植物根系土壤,进行菌种资源调查,并运用现代高通量测序技术对根际土壤微生物群落结构进行分析.[结果]分离培养出86个优势微生物样株,分别为放线菌38株、细菌27株、真菌21株.由宏基因组分析结果可知,六种植物根系土壤中菌种多数属于放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria),其中在日本樱花和夹竹桃土壤样本中这三个优势菌门数超过50％.奇古菌门(Thaumarchaeota)只存在于枫杨和石楠的根际土壤中,石楠和枫杨根际土壤细菌群落结构具有较大的相似性,而日本樱花与其他观赏树木土壤样本中根际土壤微生物群落结构差距较大.在日本樱花、石楠、枫杨和夹竹桃根际四种土壤样品微生物菌群中含糖苷水解酶、糖基转移酶、糖类酯解酶相关基因所占序列数较多.[结论]同一环境不同植物根际土壤微生物菌群结构不同,为进一步揭示根际土壤微生物与植物之间的关系提供理论基础.