生物炭固定化微生物对U、Cd污染土壤的原位钝化修复

为考察固定化微生物对铀(U)、镉(Cd)污染土壤的钝化效果,研究筛选出对U、Cd都有较高去除率的微生物组合,以生物炭为固定化载体,通过吸附和包埋两种固定方法制作成复合钝化剂,探究施加两种复合钝化剂和单独施加生物炭3种处理对土壤理化性质和可提取态U、Cd的影响。研究结果表明:四种微生物组合对U、Cd都有去除作用,综合考虑枯草芽孢杆菌、柠檬酸杆菌和蜡样芽胞杆菌等比组合的去除率最优,用于进一步研究。各钝化处理后,土壤的pH值升高,且随着钝化剂添加量的增加,pH呈上升趋势。各钝化处理组中土壤阳离子交换量与有机质含量均有所升高,其中,生物炭处理组对土壤阳离子交换量的提高效果最为显著。3个处理组相比,生物炭处理组和吸附固定微生物生物炭处理组中有机质增加较包埋固定微生物生物炭处理组效果显著。各钝化处理后,土壤中可提取态的U、Cd含量均有所下降,且随着钝化时间的延长,可提取态的U、Cd含量持续降低。3种钝化剂的钝化效果有所差异,即吸附固定微生物生物炭处理组>生物炭处理组>包埋固定微生物生物炭处理组,随着添加量的增加,钝化效果显著。该研究结果表明,固定化微生物方法在修复土壤重金属污染方面有着很大的潜在应用价值。

高通量测序揭示铀污染对土壤真菌群落结构的影响

为考察铀污染对土壤真菌群落结构的影响,通过室内实验模拟不同浓度(2、5、10、20、50、100 mg·kg^(-1))铀污染土壤环境,以未处理土样作为空白对照。结合Illumina Mi Seq高通量测序技术和生物信息学分析方法,测定了不同浓度铀处理下土壤真菌的多样性及群落结构。研究结果表明,铀处理对真菌多样性有重要影响,铀浓度为20 mg·kg^(-1)时,真菌多样性最低。在门水平上,主要以Zygomycota为主,其所占比例为33.46%~73.36%;在属水平上,主要以Mortierella为主,其所占比例为33.46%~73.30%。主成分分析结果表明,土壤受到铀胁迫后,其真菌群落结构与对照组有明显差异。利用相关性分析得到10种对铀具有耐性的真菌,分别是Pseudeurotium、Glomus和Cylindrocarpon等。该研究结果可为评估和修复铀污染生态环境提供理论依据。

基于寡培养可视化的铀污染检测的微生物组合

为了评估监测铀污染对环境影响程度,为环境治理提供参考依据,本研究通过筛选获得对铀胁迫敏感和抗性的2类微生物,用以响应土壤或水体的铀污染,并考察其对铀污染响应灵敏度。实验筛选得到的红色敏感菌与粉色抗性菌经鉴定分别为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)和玫瑰色考克氏菌(Kocuria rosea),明显的菌落特征实现了微生物检测的可视化与简单化。通过寡培养基的应用,成功地以粘质沙雷氏菌:玫瑰色考克氏菌为1∶2的比例构建了微生物检测体系。经验证,该体系在水体中能够检测出铀的最低浓度约为5 mg·L^(-1),在土壤中能检出的铀浓度高于10 mg·kg^(-1)才有明显效果,表明本微生物组合对于监测水体和土壤铀污染是有效的。该体系为水体和土壤铀污染的微生物监测提供了前期技术基础。同时,寡培养方式的使用为外界因素对微生物的影响的"效果保真培养"提供了一定的参考。