生物修复PAHs污染土壤对酶活性的影响

在PAHs污染土壤生物修复过程中,以黑麦草、苜蓿为修复植物,固定化微生物菌剂为外源微生物,通过盆栽实验研究了不同处理对土壤酶活性的影响,以及酶活性与PAHs的去除效果之间的相关性。结果表明,植物修复、微生物修复及两者联合修复均显著提高了土壤PAHs的去除效果,其中黑麦草和苜蓿与微生物菌剂联合修复效果分别达到37.57%和38.41%,比单独的植物修复和菌剂修复高出一倍左右。各种生物修复同时促进了土壤多酚氧化酶、脱氢酶及脲酶的活性,减少了过氧化氢酶活性。过氧化氢酶活性与多酚氧化酶活性呈显著负相关(P<0.05)、而脲酶与多酚氧化酶显著正相关(P<0.05)。进一步分析表明PAHs的去除率与脱氢酶活性极显著正相关(P<0.01),与多酚氧化酶活性呈显著正相关(P<0.05),与过氧化氢酶活性呈负相关(P=0.564);因此,在PAHs污染土壤生物修复过程中,可以选择土壤脱氢酶活性和多酚氧化酶活性作为PAHs修复效率的微生态指示指标。

PAHs污染农田土壤联合生物修复技术研究

以我国典型污水灌溉区——沈抚污灌区农田土壤为研究对象,采用植物修复并辅以高效微生物菌剂、污泥发酵肥等方式对PAHs污染农田土壤进行了植物-微生物联合生物修复的初步研究。结果表明,采用玉米、大豆、蓖麻、苜蓿与高效微生物菌剂联合修复PAHs效果可达到36.3%、44.1%、36.8%和48.3%,比单纯的植物修复显著增高了15%～18%;施加污泥发酵肥进一步提高了生态修复效率,其中苜蓿的联合修复效率最好,达到61.1%。同时,联合生物修复对高环PAHs的去除也有明显的效果。修复后农作物的PAHs质量比在安全范围内;土壤微生物数量明显增加,微生物群落中的PAHs降解细菌和真菌分别增加了3和1个数量级。

五大连池药泉山矿泉微生物多样性及其地质和环境控制特征

药泉山矿泉是五大连池世界地质公园旅游疗养业赖以生存和发展的重要资源,然而其矿泉水的微生物研究一直是空白。本文在对五大连池药泉山矿泉环境水文地质前期成果的基础上,选择典型季节对该区域的矿泉水进行现场采样和分析,并进一步利用分子生物学PCR-DGGE技术对水样的微生物群落多样性进行了初步的研究与分析。结果表明:研究区的微生物多样性显著,而且不同季节微生物多样性统计参数存在巨大差异;在不同的空间位置夏季微生物多样性变化较大,但是同一位置的总体变化规律基本一致,这说明矿泉水中的微生物对地质特征、环境条件的响应具有良好的一致性;而冬季的微生物多样性统计参数在不同空间位置的变化规律也呈现明显差异,但是其他参数变化不大,对地质空间、环境条件响应微弱。该研究对揭示五大连池矿泉水微观成因具有一定的价值。

地下水系统中镍污染和天然胶体共迁移特征

为了对地下水系统中天然胶体与Ni2+的共迁移特征进行研究,通过静态吸附实验和石英砂模拟含水层介质柱实验研究了土壤胶体对Ni2+在地下水中运移的影响,以及pH、离子强度(IS)、有机质等对土壤胶体吸附Ni2+的影响。结果表明:随着pH值升高,土壤胶体对Ni2+的吸附量增加;离子强度的增加会显著地降低土壤胶体吸附Ni2+的能力;腐殖酸(HA)的存在会增强胶体对Ni2+的吸附能力;在有胶体的情况下,Ni2+穿透砂柱的时间会缩短,吸附能力增强,吸附量增加,但当离子强度增加时,虽然Ni2+穿透砂柱的时间也被缩短,但是吸附量却降低。

耕作方式对农田土壤PAHs分布特征的影响

以沈抚灌区为研究区域,分析了不同耕作方式对农田土壤多环芳烃分布及组成的影响。结果表明,停灌30a来,沈抚灌区周边不同耕作方式的农田土壤受PAHs污染仍较为严重,属于中度以上污染。美国环保署(USEPA)规定的16种PAHs中有15种被检测出,主要富集在表层土壤(0～20cm),质量比为3518～9140μg/kg,以高环芳烃(>4环)为主;亚表层土壤(20～40cm)中PAHs质量比显著低于表层土壤,以低环芳烃(<4环)为主。不同耕作方式对农田土壤PAHs质量比影响较大,表层土壤水田耕作下土壤PAHs残留量最高,水田-旱田轮作比长期旱田耕作模式下土壤PAHs质量比高70%;亚表层土壤中耕作下长期旱田耕作下土壤PAHs质量比最低,为1 020 μg/kg。亚表层土壤PAHs与有机质存在着显著的相关性(p<0 05)。w(IcP)/[w(IcP)+w(BgP)]和w(Fla)/[w(Fla)+w(Pyr)]分析表明,表层土壤PAHs来源除受长期污灌影响外,耕作方式和环境因素不容忽视。

根际促生菌及木质素对持久性有机污染土壤修复的调控和酶活性的影响

近年来,持久性有机污染物对农田污染状况加剧,对人类食品安全和身体健康造成严重威胁。本实验以温室蔬菜基地中老化的有机污染土壤为目标,选取了DDTs和PAHs两种典型持久性有机污染物为去除对象,运用原位实验,研究了不同调控措施对有机污染土壤的修复效果及土壤酶活性的变化情况,并对污染物去除率与酶活性变化进行了相关性分析。结果表明,根际促生菌和木质素共同调控下的鼠李糖脂强化植物-微生物联合修复方法对有机污染物的去除效果最好,DDTs去除率为27.48%,PAHs去除率为53.26%;修复结束后,土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶均被激活,激活程度表现为过氧化氢酶>多酚氧化酶,磷酸酶活性被抑制,使用Pearson双变量法对土壤酶活性与污染物去除率进行统计学分析发现,多酚氧化酶、磷酸酶与DDTs和PAHs去除率存在较好相关性,因此可以将这两种酶活性定义为修复过程中的一项微生态指标。

基于核酸适配体功能化石墨纳米颗粒荧光探针的17β-雌二醇快速检测方法

为构建一种能够简单、快速、特异性检测复杂环境水体中雌激素污染的方法,利用石墨纳米颗粒作为荧光淬灭剂、核酸适配体作为识别元素、1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯作为异型双功能交联剂,构建了一种新型纳米荧光探针;并探究了构建荧光探针时核酸适配体初始投加量和荧光探针投加量对雌二醇检测的影响及最佳实验条件下检测雌二醇的效果和特异性。实验结果表明:核酸适配体能成功修饰在石墨纳米颗粒表面形成的稳定荧光探针;构建荧光探针时核酸适配体的最佳初始投加量为1.0μmol/L;检测雌二醇时,荧光探针的最佳投加量为4μg/mL;最佳实验条件下,相对荧光强度与雌二醇的质量浓度在50~800ng/mL范围内成正比,最低检测限为34.5ng/mL,且该荧光探针能实现对雌二醇的简单、快速、特异性检测。