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土壤酞酸酯污染的微生态效应和真菌—植物联合修复技术研究

作　者: 郭杨
导　师: 蔡信德
学　校: 中国环境科学研究院
专　业: 生态学
关键词: 土壤酞酸酯微生物真菌植物联合修复
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以3种国控酞酸酯为研究对象,研究了酞酸酯复合污染的微生态效应,探讨了真菌、植物联合修复酞酸酯复合污染土壤的可行性。研究方法及结果如下：(1)在实验室模拟条件下,通过测定土壤基础呼吸、PAEs含量、RAPD-PCR条带数,研究了邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)3种PAEs复合污染对农田土壤基础呼吸、微生物多样性的影响。结果表明：PAEs污染初期的土壤基础呼吸被激活,但这种激活作用随着培养时间的延长而减弱,400 mg/kg组土壤基础呼吸最高。土著微生物对PAEs有一定的降解能力,DEP降解最快,其次为DMP,不同浓度的PAEs对微生物的降解能力有影响。不同处理组土壤微生物群落DNA序列Shannon-Weaver指数顺序为0 mg/kg>50 mg/kg>100 mg/kg>200 mg/kg>400 mg/kg。可见,PAEs复合污染提高了土壤基础呼吸,但降低了土壤微生物多样性。(2)采用3种PAEs复合物梯度驯化,从PAEs污染的农田土壤中筛选出土著降解真菌；通过测定PAEs含量,研究其最佳降解条件和在液体培养基、灭菌土壤中的降解效果。结果表明：筛选出的真菌F2为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporm), F3为棒束梗霉属(Isaria sp.)。正交试验筛选出最佳试验条件为C：N 20：1和pH 7.0,同时,降解菌在pH 5.0-7.0范围内均可较好的存活。F3可在7天内将液体培养基中300 mg/L PAEs降解66.20%；30天内将灭菌土壤中300 mg/kg PAEs降解69.02%。可见,所选菌株对PAEs复合污染物有较好的降解效果。(3)采用3种PAEs复合污染土壤接种真菌后种植不同根型植物,通过测定植物株高、干重,土壤和植物PAEs含量和土壤DGGE,研究了PAEs对植物生长的影响和土壤、植物中PAEs含量的变化,探讨了建立真菌-植物联合修复模式的可行性。结果表明：PAEs对番茄、大豆的生长均有抑制作用,且对番茄的抑制作用高于大豆,但对香根草生长无影响。添加PAEs、种植植物和接种真菌使土壤基础呼吸和真菌群落发生变化。从DGGE图谱无法判断F3是否存在。土壤PAEs降解是降解菌、土著微生物和植物协同作用的结果。接种F3后可使盆栽土壤中PAEs含量较未接种组平均下降20.67%,植物中PAEs含量平均下降28.86%。可见,接种F3后提高了土壤中复合PAEs的降解效率,同时也降低了PAEs在植物内的积累。最后,综合试验结果提出了三种PAEs污染农田土壤的修复模式。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
第一章文献综述  10-19
  1.1 土壤污染概念  10
  1.2 土壤酞酸酯污染现状及危害  10-13
    1.2.1 土壤酞酸酯污染现状  10-11
    1.2.2 土壤酞酸酯污染的危害  11-13
  1.3 土壤酞酸酯污染的修复方法  13-16
    1.3.1 物理修复  13
    1.3.2 化学修复  13-14
    1.3.3 生物修复  14-16
  1.4 土壤微生物多样性研究方法  16-17
  1.5 论文的选题意义  17
  1.6 技术路线  17-19
第二章酞酸酯对土壤微生态的影响研究  19-31
  2.1 试验材料与仪器  19-20
    2.1.1 试验材料  19-20
    2.1.2 试验仪器  20
  2.2 试验方法  20-24
    2.2.1 污染土壤制备  20
    2.2.2 土壤基础呼吸测定  20
    2.2.3 酞酸酯测定  20-22
    2.2.4 土壤微生物群落多样性测定  22-24
  2.3 结果与分析  24-30
    2.3.1 土壤中酞酸酯含量的变化  24
    2.3.2 酞酸酯污染对土壤基础呼吸的影响  24-25
    2.3.3 酞酸酯对土壤微生物多样性的影响  25-30
  2.4 小结  30-31
第三章真菌筛选及对酞酸酯的降解研究  31-42
  3.1 试验材料与仪器  31
    3.1.1 试验材料  31
    3.1.2 试验仪器  31
  3.2 试验方法  31-33
    3.2.1 酞酸酯降解真菌的分离纯化  31-32
    3.2.2 降解能力测定  32
    3.2.3 降解条件优化  32-33
    3.2.4 真菌对液体中酞酸酯的降解  33
    3.2.5 真菌对土壤中酞酸酯的降解  33
  3.3 结果与分析  33-40
    3.3.1 降解能力测定结果  33-34
    3.3.2 菌种鉴定结果  34-37
    3.3.3 正交试验结果  37
    3.3.4 F3液体培养酞酸酯降解结果  37-39
    3.3.5 F3纯菌土壤酞酸酯降解结果  39-40
  3.4 小结  40-42
第四章真菌-植物联合降解研究  42-54
  4.1 试验材料  42-43
    4.1.1 供试土壤  42
    4.1.2 植物比选  42-43
  4.2 试验方法  43-45
    4.2.1 试验准备  43
    4.2.2 酞酸酯含量和土壤基础呼吸检测  43
    4.2.3 土壤DGGE检测  43-45
  4.3 结果与分析  45-53
    4.3.1 酞酸酯对植物的影响  45-49
    4.3.2 酞酸酯对土壤的影响  49-52
    4.3.3 植物对酞酸酯降解的作用  52
    4.3.4 微生物对酞酸酯降解的作用  52-53
    4.3.5 真菌-植物联合修复模式初探  53
  4.4 小结  53-54
第五章总结与展望  54-56
  5.1 酞酸酯对土壤微生态的影响研究  54
  5.2 真菌筛选及对酞酸酯的降解研究  54
  5.3 真菌-植物联合降解研究  54-55
  5.4 论文创新点  55
  5.5 展望  55-56
参考文献  56-61
本研究资助基金项目  61-62
致谢  62-63
附录  63

土壤酞酸酯污染的微生态效应和真菌—植物联合修复技术研究

内容摘要

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