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十溴联苯醚和铜复合污染对土壤微生物的生态毒理效应

作　者: 张猛
导　师: 张卫；林匡飞
学　校: 华东理工大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 十溴联苯醚铜复合污染土壤微生物生态毒理效应
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

多溴联苯醚(PBDEs)和重金属是电子垃圾回收拆解场地及其周边土壤检出率较高的污染物,其中十溴联苯醚(BDE209)和铜(Cu)通常是共存并且分布范围较广的污染物。有关BDE209和Cu复合污染对土壤微生物的生态毒理效应尚未见报道。本文选用土壤可培养微生物种群数量、土壤酶活以及土壤微生物种群结构作为土壤活性指标,在实验室模拟条件下研究不同浓度BDE209与Cu单独及复合污染的土壤生态毒理效应。本论文研究结果如下：(1)土壤可培养微生物对BDE209与Cu单一及复合污染物十分敏感,复合污染所产生的微生物生长抑制作用要高于单一污染。土壤可培养微生物对BDE209与Cu单一及复合污染物的敏感性排序为真菌>放线菌>细菌。(2)土壤过氧化氢酶、脲酶以及蔗糖酶对BDE209和Cu十分敏感,并且复合污染物的酶活性抑制作用要高于单一污染物。土壤酶活性对BDE209与Cu单一及复合污染物的敏感性排序为蔗糖酶>脲酶>过氧化氢酶。(3)逐步回归分析结果表明,复合污染土样中BDE209和Cu之间的交互作用模式和强度在很大程度上取决于污染物暴露浓度和时间,不同浓度配比的复合污染物所产生的微生物生长抑制作用和酶活性抑制作用也是不同的,并且随着暴露时间的延长分别表现出协同、拮抗或者加和作用。(4)变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹图谱显示,BDE209或Cu会显著影响土样微生物种群结构,它们的存在会显著降低土样的微生物种群多样性,并且复合污染土样中微生物的种群多样性要低于单一污染土样。BDE209和Cu复合污染物对土样微生物群落结构的影响表现为协同作用。在经历了长时间的暴露处理后土壤微生物种群结构发生了很大的变化,并且出现耐受性菌株。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章文献综述  10-20
  1.1 研究背景  10-14
    1.1.1 BDE209的特性、应用及使用情况  10-11
    1.1.2 BDE209污染来源及其在环境中的迁移转化  11-13
    1.1.3 BDE209毒理学研究进展  13-14
    1.1.4 Cu污染现状及其毒性  14
  1.2 BDE209和Cu对土壤微生物的生态毒理效应  14-17
    1.2.1 BDE209和Cu对土壤微生物种群数量的影响  15
    1.2.2 BDE209和Cu对土壤酶活性的影响  15-16
    1.2.3 BDE209和Cu对土壤微生物种群结构的影响  16-17
  1.3 复合污染  17-18
    1.3.1 复合污染分类  18
    1.3.2 土壤有机物-重金属复合污染研究现状  18
  1.4 研究目的与意义  18-20
第2章材料与方法  20-32
  2.1 供试土壤  20
    2.1.1 土壤理化性质  20
    2.1.2 土壤预处理  20
    2.1.3 土壤最大持水量测定  20
  2.2 实验设计  20-21
    2.2.1 BDE209单独暴露处理设计  20
    2.2.2 Cu单独暴露处理设计  20-21
    2.2.3 BDE209和Cu联合暴露处理设计  21
  2.3 微生物培养与计数  21-23
    2.3.1 试验用试剂及仪器  21-22
    2.3.2 培养基的配制  22
    2.3.3 土样微生物接种  22
    2.3.4 微生物菌群数量计算  22-23
  2.4 土壤酶活性的测定  23-26
    2.4.1 土壤酶活性测定所需试剂及仪器  23
    2.4.2 酶活性测定所需试剂及配置方法  23-24
    2.4.3 土壤酶活性测定  24-26
  2.5 土壤微生物DNA的提取  26-28
    2.5.1 土壤微生物DNA提取所需试剂及仪器  26-27
    2.5.2 土壤DNA提取所需试剂配制方法  27
    2.5.3 土壤DNA提取步骤  27-28
  2.6 PCR反应体系及反应程序的设置  28-29
    2.6.1 通用引物设计  28
    2.6.2 PCR反应体系  28-29
    2.6.3 PCR反应程序  29
    2.6.4 PCR产物的琼脂糖凝胶电泳检测  29
  2.7 变性梯度凝胶电泳(DGGE)  29-31
    2.7.1 DGGE所需试剂及仪器  29-30
    2.7.2 DGGE变性剂母液的配制  30
    2.7.3 DGGE凝胶的配制  30
    2.7.4 DGGE装置运行参数  30-31
  2.8 DGGE图谱分析  31-32
    2.8.1 DGGE条带序列分析  31
    2.8.2 数据处理  31-32
第3章 BDE209与Cu单一和复合污染对土壤微生物种群数量的影响  32-44
  3.1 BDE209对土壤微生物种群数量的影响  32-35
    3.1.1 BDE209对土壤真菌种群数量的影响  32-33
    3.1.2 BDE209对土壤细菌种群数量的影响  33
    3.1.3 BDE209对土壤放线菌种群数量的影响  33-34
    3.1.4 BDE209对土壤可培养微生物生长速率的影响  34-35
  3.2 Cu对土壤微生物种群数量的影响  35-38
    3.2.1 Cu对土壤真菌种群数量的影响  35-36
    3.2.2 Cu对土壤细菌种群数量的影响  36
    3.2.3 Cu对土壤放线菌种群数量的影响  36-37
    3.2.4 Cu对土壤可培养微生物生长速率的影响  37-38
  3.3 BDE209和Cu复合污染对土壤微生物种群数量的影响  38-42
    3.3.1 BDE209和Cu复合污染对土壤真菌种群数量的影响  38-39
    3.3.2 BDE209和Cu复合污染对土壤细菌种群数量的影响  39-40
    3.3.3 BDE209和Cu复合污染对土壤放线菌种群数量的影响  40-41
    3.3.4 BDE209和Cu复合污染交互作用模式探讨  41-42
  3.4 本章小结  42-44
第4章 BDE209与Cu单一和复合污染对土壤酶活性的影响  44-55
  4.1 BDE209对土壤酶活性的影响  44-47
    4.1.1 BDE209对土壤过氧化氢酶活性的影响  44-45
    4.1.2 BDE209对土壤脲酶活性的影响  45
    4.1.3 BDE209对土壤蔗糖酶活性的影响  45-46
    4.1.4 BDE209对土壤酶活性的抑制效率  46-47
  4.2 Cu对土壤酶活性的影响  47-50
    4.2.1 Cu对土壤过氧化氢酶活性的影响  47-48
    4.2.2 Cu对土壤脲酶活性的影响  48
    4.2.3 Cu对土壤蔗糖酶活性的影响  48-49
    4.2.4 Cu对土壤酶活性的抑制效率  49-50
  4.3 BDE209和Cu复合污染对土壤酶活性的影响  50-54
    4.3.1 BDE209和Cu复合污染对土壤过氧化氢酶活性的影响  50-51
    4.3.2 BDE209和Cu复合污染对土壤脲酶活性的影响  51-52
    4.3.3 BDE209和Cu复合污染对土壤蔗糖酶活性的影响  52-53
    4.3.4 BDE209和Cu复合污染对土壤酶活性的交互作用模式探讨  53-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章 BDE209与Cu单一和复合污染对土壤微生物群落结构的影响  55-64
  5.1 土壤微生物总DNA的提取及PCR扩增反应  55-58
  5.2 DGGE及系统发育分析  58-63
  5.3 本章小结  63-64
第6章结论与展望  64-66
  6.1 主要结论  64-65
  6.2 研究展望  65-66
参考文献  66-75
致谢  75-76
硕士期间科研成果  76

十溴联苯醚和铜复合污染对土壤微生物的生态毒理效应

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