利用白腐菌与改性活性炭处置铀富集黑麦草残渣

为进一步获得铀富集黑麦草(Lolium perenne)生物法预处理的最佳工艺条件,实现其资源化利用,以氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)腐蚀黑麦草的剩余残渣为原材料,考察黑麦草残渣与LM2培养基的不同固液比下,接种10%白腐菌(Phanerodontia chrysosporium)对黑麦草残渣的降解作用。结果表明:在黑麦草残渣与LM2培养基与黑麦草残渣固液比为1∶11条件下,50 d处理残渣降解效果最好,能进一步降解残渣中37.78%的纤维素、42.87%的半纤维素和54.05%的木质素,黑麦草纤维素、半纤维素和木质素总降解率分别高达88.37%、89.89%和66.01%,并且黑麦草残渣的总失重率和总铀浸出率分别为49.70%和85.48%。利用硝酸改性活性炭,探究其投加量、溶液pH值、温度、时间等因素对降解废液中铀吸附的影响,结果表明改性活性炭在最佳吸附条件(改性活性炭投加量为0.72 g,溶液pH=6,25℃反应9 h)下铀的吸附率达93.62%,吸附容量达0.22 mg·g-1,能在一定程度上实现铀富集黑麦草的减量化和无害化。

放牧影响草地凋落物分解研究进展

放牧是草地生态系统的主要土地利用方式之一,能够通过改变土壤环境、土壤生物与非生物因素、凋落物质量与产量调控草地凋落物分解,进而影响草地生态系统养分循环和能量流动,但放牧如何影响草地凋落物分解过程及其微生物机制仍缺乏统一认识。本研究利用文献计量分析,回顾了放牧影响草地凋落物分解的历史发展并剖析了各阶段热点研究内容,从土壤环境(水分、温度、容重、光照、pH等)、微生物活动(群落结构、养分、主场效应)、凋落物质量(植物群落结构、植物多样性、凋落物质量)等多个方面阐释了放牧影响草地凋落物分解的研究进展与不足,并进一步总结放牧导致的草地凋落物分解变化对养分循环的影响。基于上述分析,提出未来重点研究方向:1)加强长期放牧强度控制试验联网建设;2)亟须查明放牧条件下不同径级根系凋落物分解机制;3)探明放牧对混合凋落物分解的影响机理;4)以植物-凋落物-土壤环境-微生物为整体,系统阐释放牧影响凋落物分解的关键过程及机制;5)综合考虑放牧与全球变化要素对凋落物分解过程的协同影响。以期为深入探讨全球变化对草地凋落物分解的影响,以及草地生态系统服务功能的维持机制与可持续发展提供科学依据。

黑麦草修复重金属污染土壤与废水及富集植物的微生物降解

为了研究黑麦草(Lolium perenne)修复复合重金属污染土壤与废水的综合利用效应,探索微生物对富集重金属黑麦草的降解效果,以复合重金属污染的土壤与废水为修复对象,利用黑麦草对土壤和废水进行修复,并考察了黑麦草的重金属含量、富集量、富集系数和转移系数。采用8种微生物对富集重金属黑麦草进行降解,考察黑麦草的失重率,黑麦草纤维素、半纤维素和木质素的变化情况以及重金属的浸出效果。结果表明:黑麦草对重金属污染的土壤与水体均具有较好的修复效果;在土壤修复阶段,黑麦草对U的富集系数最大,达到7.43;而对Cd的富集系数为2.61,对Pb和Sr的修复效果不明显;在废水修复阶段,黑麦草对U的富集量达到1 213.70 mg·kg-1DW,U、Cr、Sr、Co的富集系数和转移系数均大于1,其中U的富集系数达到11.24。另外,里氏木霉(Trichoderma ressei)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对富集黑麦草的总降解率达到60%以上;里氏木霉(Trichoderma ressei)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)对重金属的平均浸出率分别达到87.19%、90.58%和90.33%。在重金属污染的土壤和水体中,通过对黑麦草的循环使用,可以提高黑麦草的综合利用效率,有效减少富集生物质的产生;同时微生物对富集生物质有较好的降解能力。研究为重金属富集生物质微生物处置以及重金属回收技术奠定基础。