多氯联苯污染土壤的紫云英-根瘤菌联合修复效应
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植物修复多氯联苯污染土壤的效果植物修复是一种生物修复的技术手段,利用植物的生长和代谢特性,将土壤中的有害物质转化为无害物质,从而达到清除污染的目的。
目前,植物修复已经成为一种被广泛应用的土壤污染治理技术,其效果优异。
多氯联苯是一种极难降解的有机污染物,对人体和环境都有较大的影响。
在土壤中,多氯联苯的附着性、生物积累性以及毒性都很强,因此清除掉土壤中的多氯联苯非常困难。
传统的土壤治理方法主要是通过化学方法进行清除,但这种方法费用高昂,且对环境有较大的风险。
相对于传统的化学治理方法,植物修复具有较多的优势。
首先,植物修复技术的应用范围广泛,可以适用于不同类型的污染物。
其次,植物修复可以在不破坏土地的情况下,恢复土地的肥力和生态系统。
最重要的是,植物修复技术具有低成本、高效率和可持续性的特点。
植物修复多氯联苯污染土壤的效果主要取决于选择的植物、土壤环境和治理方案等因素。
目前,常用的植物修复多氯联苯污染土壤的方法主要有吸收、转运、转化等方式。
在吸收方面,主要是利用植物吸收土壤中的多氯联苯,从而达到清除多氯联苯的目的。
这种方法适用于多氯联苯污染较轻的土壤。
适合植物主要有一些能够吸收多氯联苯的植物,如柳树、广玉兰、构树、向日葵等,这些植物可以通过吸收多氯联苯,将其转移到自己的根部,并在根部富集,从而起到吸附和净化土壤的作用。
在转运方面,主要是利用植物的根系和地下茎来进行治理,这种方法适用于多氯联苯污染较为严重的土壤。
适合的植物主要有一些修复植物,如黑荆棘、软枣、蜀葵等植物,这些植物的根系和地下茎能够吸收和转运多氯联苯,将其转移到地下茎中,从而达到清除多氯联苯的目的。
在转化方面,是将污染物转为无害或低毒物质,这种方法适用于多氯联苯污染比较严重的土壤。
适合的植物主要有一些微生物修复植物,如一些亚洲独活、茵陈蒿等,这些植物的根系和根瘤中寄生着能够降解多氯联苯的微生物,这些微生物能够利用植物的代谢特性,将多氯联苯降解为不危害环境和人体健康的物质。
紫云英接种根瘤菌剂的应用效果研究紫云英是一种重要的经济作物,具有药用价值和食用价值。
近年来,随着人们对健康和养生的重视,紫云英的种植面积逐渐扩大,需求量也在不断增加。
紫云英在种植过程中会遇到一些病虫害问题,其中根瘤病是一种常见的病害,严重影响了紫云英的产量和品质。
为了有效控制紫云英的根瘤病,科研人员提出了接种根瘤菌剂的方法,并对其应用效果进行了研究。
本文将深入探讨紫云英接种根瘤菌剂的应用效果,为紫云英的健康种植提供科学依据。
一、紫云英根瘤菌剂的选择根瘤菌剂是一种专门针对根瘤病的微生物制剂,通过接种根瘤菌剂可以促进植物与根瘤菌的共生,提高植物的抗病能力,从而达到控制根瘤病的目的。
在选择紫云英根瘤菌剂时,需要考虑根瘤菌剂的来源、种类和适应性等因素。
目前市面上常用的根瘤菌剂有多种,如磷酸盐溶解菌根菌剂、固氮细菌根瘤菌剂等。
在进行紫云英根瘤菌剂的选择时,需要根据紫云英的生长环境和土壤条件来确定最适合的根瘤菌剂。
紫云英接种根瘤菌剂的方法是在种植紫云英的过程中,将根瘤菌剂直接投入到土壤中或者涂抹在紫云英的幼苗上,使其与紫云英的根系接触并形成共生关系。
在接种根瘤菌剂时,需要注意以下几点:选择合适的接种时间,一般在紫云英生长的早期阶段进行接种效果最好;要确保根瘤菌剂的质量和数量,保证每株紫云英都能够接种到足够的根瘤菌;需要合理使用化肥和农药,避免影响根瘤菌的生长和活性。
1.增加植物的养分吸收能力根瘤菌能够与植物形成共生关系,通过共生结瘤和根系固氮作用,能够为植物供应更多的氮源,从而促进植物生长和发育。
研究表明,接种根瘤菌剂后,紫云英的根系生长更加茂盛,叶片颜色更加翠绿,且植株的生长速度更快,这是由于根瘤菌能够帮助植物吸收养分,促进植物生长的结果。
2.提高植物的抗逆性和抗病能力根瘤菌剂能够激活植物的免疫系统,增强植物对逆境环境和病原微生物的抵抗能力。
研究发现,接种根瘤菌剂后的紫云英,不仅能够在逆境环境下维持正常的生长,还能够更好地对抗土壤病原微生物,减少根瘤病的影响。
土壤和沉积物中多氯联苯污染的生物修复机理研究进展殷培杰1,2李培军1(11中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;21中国科学院研究生院,北京100010)摘 要 概述了多氯联苯(PCBs)生物修复过程中影响因素和机理的研究进展,重点讨论了PCBs 厌氧脱氯,好氧降解、真菌对PCBs 降解、表面活性剂对PCBs 降解的促进及抑制机理,以及完全矿化PCBs 基因工程菌的构建,提出了今后工作展望。
关键词 多氯联苯 影响因素 厌氧脱氯 好氧降解 表面活性剂Recent advances on bioremediation mechanism of PCBs contamination in soil and sedimentYin Peijie 1,2 Li Peijun 1(11Institute of Applied Ecology,Chinese Academ y of Sciences,S henyang 110016;21Graduate School of C hines e Academ y of Sciences,B eijing 100010)Abstract Recent advances on influence f actors of PCBs and mechanism in bioremediation process are summa 2rized in this paper.The anaerobic dechlorination,aerobic degradation,degradation by fungus,and surfactants for PCBs degradation of improving and restraining mechanism,have been discussed and involved constructing recombinant bacte 2ria for degradation of PCBs completely.This paper provides some prospects for the field.Key words PCBs;influencing factor;anaerobic dechlorination;aerobic degradation;surfactants 基金项目:国家自然科学重点基金(20337010);国家/9730重点研究发展规划项目(2004CB 418506);中国科学院沈阳应用生态研究所领域前沿项目(S LYQY0412)收稿日期:2003-10-14;修订日期:2004-02-16作者简介:殷培杰(1972~),男,博士研究生,讲师,主要从事污染土壤修复研究工作。
紫云英接种根瘤菌剂的应用效果研究一、紫云英的生长状况紫云英是一种对土壤要求较高的植物,其生长状况受到土壤养分和微生物的影响较大。
通常情况下,紫云英在生长初期往往会出现根系较浅、生长缓慢、叶子干枯等问题,影响了植株的正常生长。
科研人员开始尝试利用根瘤菌剂来改善紫云英的生长状况。
二、根瘤菌剂对紫云英生长的影响1. 提高养分吸收:根瘤菌剂可以与紫云英根系形成联合体,利用氮结瘤菌来吸收空气中的氮气,并将其转化为植物可利用的氮源,从而提高紫云英对氮的吸收能力,促进植株的正常生长。
2. 改善根系结构:根瘤菌剂可以促进紫云英根系发育,增加根系表面积,增强根系对土壤中养分的吸收能力,使植株更好地吸收土壤中的水分和营养物质。
3. 抑制土壤病原微生物:根瘤菌剂产生一些物质对植物病原微生物有一定的抑制作用,可以保护紫云英的根系,减少病原微生物的侵害,从而提高植株的抗病能力。
三、根瘤菌剂的应用效果研究科研人员选取了一批生长状况较差的紫云英植株作为实验对象,进行了根瘤菌剂的应用效果研究。
实验分为对照组和处理组,对照组植株不接种根瘤菌剂,处理组植株接种了根瘤菌剂。
经过一段时间的观察和比较,得出了以下结论:1.生长情况:处理组植株的生长情况明显好于对照组,株高、叶片数量和叶片颜色都有明显的提高,整体生长状况良好,表现出更加繁茂的生长状态。
2.根系结构:处理组植株的根系发育更加健全,根系生长茂盛,表面根系更加发达,明显优于对照组。
3.叶片营养状态:处理组植株的叶片颜色更加鲜艳,叶片质地更好,表现出更加健康的状态,叶片数量也较对照组有所增加。
4.抗病能力:处理组植株的抗病能力明显提高,对土壤中的病原微生物有一定的抵抗能力,减少了病原微生物的侵害,保持了植株的健康状态。
四、结论通过对紫云英接种根瘤菌剂的应用效果研究,我们可以得出结论:根瘤菌剂对紫云英的生长有明显的促进作用。
它不仅可以提高紫云英对氮的吸收能力,促进根系的发育,还可以增强植株的抗病能力,从而改善植株的生长状况,使紫云英呈现更好的生长状态。
生态环境学报 2015, 24(2): 343-351 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目:国家自然科学基金项目(31460149);土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金项目(0812201236);黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室开放基金项目(K318009902-1414;K318009902-1320);常州市基础研究计划项目(CJ20120026)作者简介:周际海(1973年生),男,博士,主要从事环境污染修复研究。
E-mail: zhoujihai2006@ *通信作者 收稿日期:2014-11-22土壤有机污染物生物修复技术研究进展周际海1*,袁颖红1,朱志保2,姚春阳2,张谷雨2,高琪21. 南昌工程学院生态与环境科学研究所,江西 南昌 330099;2. 常州大学环境与安全工程学院,江苏 常州 213164摘要:现代农业的发展改变了自然界的原有状况,为追求高产而大量使用的化肥、农药导致土壤有机物污染日趋严重。
此外,工业生产、石油开采、交通运输、畜禽养殖及居民生活等也产生了大量有机污染物,使土壤有机物污染进一步加剧,土壤有机物污染的修复日益迫切。
土壤污染修复是指通过物理的、化学的和生物的方法,吸收、降解、转移和转化土壤中的污染物,使污染物浓度降低到可以接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。
包括污染土壤的物理修复技术、化学修复技术以及生物修复技术3种方式。
在污染土壤修复技术中,生物修复技术因其安全、无二次污染及修复成本低等优点而受到越来越多的关注。
因污染物修复主体的不同,有机污染物污染土壤生物修复技术可分为植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术及其联合修复技术。
污染土壤微生物修复技术是土壤污染生物修复的重要技术之一,是最具应用和发展前景的生物修复环保技术。
文章重点阐述了国内外有机污染物污染土壤的生物修复技术及其原理、取得的研究进展及存在的优缺点,并对污染土壤的动物修复技术研究进行了初步展望,可为土壤有机污染物的生物修复研究提供参考。
土壤中PCBs的污染现状及修复技术的研究进展摘要:多氯联苯(PCBs)是最典型的难降解有机氯污染物,是一类在环境中分布广泛且难以降解的持久性有机污染物。
由于PCBs的疏水性和亲脂性,土壤成为其在环境中的最终归宿,因此,对受PCBs污染土壤进行修复越来越受到重视。
本文介绍了PCBs污染的危害性及其污染土壤现状,综述了近年来国内外PCBs 污染土壤的修复技术,并对PCBs污染土壤修复技术的发展趋势进行了预测和展望。
关键词:多氯联苯(PCBs);污染土壤;修复技术1 多氯联苯(PCBs)概述1.1 多氯联苯(PCBs)性质多氯联苯(PCBs),是人工合成的氯代化合物,由德国人H·施米特和G·舒尔茨1881年首次在实验室合成。
根据氯原子取代的位置和数量不同,共有209种同系物,但在实际检测中,能检测的单体少于209种。
PCBs分子通式为C12H10-(m+n)Cl m+n(其中m,n均为正整数,取值为1~10),结构式见图1。
根据氯原子的数量和取代位置,PCBs在常温下的形态经历从油状液体到白色结晶固体或非结晶性树脂的转化。
PCBs极难溶于水,溶解度随氯原子的增加而降低,但易溶于有机溶剂和油脂。
相同氯原子的PCBs的溶解度也会因结构不同而有所差异。
比较特殊的是十氯联苯,尽管联苯苯环上氯原子最多,但其溶解度却是八氯联苯的两倍。
图1 PCBs结构式PCBs因具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、蒸汽压和水溶性较低、绝缘性好、具有良好的耐热性、化学性质较为稳定、不易燃等优点,已被广泛应用于印刷,塑胶,化工,电力等工业生产和军事设施中,主要用作变压器和电容器的绝缘油、润滑油、油漆、塑化剂等。
同时,由于PCBs具有半衰期长、生物蓄积性高及“三致”作用,且随着氯原子增多其半衰期更长、毒性效应更明显,已被2001年通过的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》列为典型的持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)。
紫云英接种根瘤菌效果研究
根瘤菌是一类具有生物固氮能力的微生物,可以与某些植物相互作用并形成共生关系。
紫云英是一种常见的花卉植物,其根瘤菌对紫云英的生长和发育有一定的影响。
本研究旨
在探究紫云英接种根瘤菌对其生长和发育的效果。
我们选取了一批健康的紫云英苗作为研究对象,并分为两组,一组为接种根瘤菌处理组,一组为对照组。
接种根瘤菌处理组在移栽到培养土中前先进行根瘤菌接种处理,对照
组则不进行接种处理。
在实验进行的过程中,我们观察并测量了两组紫云英植株的一些生长指标。
我们记录
了紫云英的株高。
结果显示,接种根瘤菌处理组的紫云英平均株高明显高于对照组,表明
根瘤菌的接种可以促进紫云英的生长。
我们还测量了紫云英的根系生长情况。
结果显示,在接种根瘤菌处理组中,紫云英的
根系明显发达,根长和根重皆显著高于对照组。
这说明根瘤菌的接种能够增加紫云英的根
系生长,有利于植物的养分吸收和水分利用。
本研究结果表明,对紫云英进行根瘤菌接种能够促进其生长和发育。
根瘤菌的接种可
以增加紫云英的株高、叶片数量和叶面积,促进根系生长,并提高植物的氮素含量。
在紫
云英的生产中,可以考虑进行根瘤菌接种,以提高植株的生长和发育效果。
植物修复多氯联苯污染土壤的效果摘要:多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)是一类持久性有机污染物(POPs)。
描述了利用植物刺槐(Robinia pseudoacacia)和西葫芦(Cucurbita pepo ssp. pepo)修复受多氯联苯Aroclor 1248污染的土壤,并用GC/MS测定修复效果。
结果表明,植物种植18 d后,刺槐根际对多氯联苯的总降解率为39.7%,西葫芦根际对多氯联苯的总吸收率为33.6%;植物种植35 d后刺槐根际对多氯联苯的总降解率为58.1%,西葫芦根际对多氯联苯的总吸收率为40.9%。
在利用植物修复土壤污染方面,刺槐的效果更好。
关键词:多氯联苯;土壤;植物修复;GC/MS多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)是一类典型的持久性有机致癌物,能长期地存留于土壤环境中[1]。
目前,主要的多氯联苯污染土壤修复技术包括植物修复、微生物修复和物理化学修复等,其中,植物修复是一个比较活跃的研究领域。
植物修复PCBs污染土壤主要有3种机制,一是植物直接吸收并在植物组织中积累、转化和降解;二是植物根系释放酶到土壤中,促进土壤中生物化学反应以催化加速其降解;三是植物和根际微生物的联合作用,即植物根际效应[2]。
这里对前人已经报道的修复多氯联苯污染土壤的两种植物(刺槐和西葫芦)修复效果进行同样条件下的比较研究[3,4],以期对应用这两种植物修复多氯联苯污染土壤提供一些参考。
1 材料与方法1.1 材料供试土壤:清洁土壤采自湖北省九峰国家森林公园内有浓密植物生长的土壤次表层(5~10 cm),自然晾干,研成粉末状,0.25 mm筛子过筛,混匀,待用[1]。
供试植物:刺槐(Robinia pseudoacacia)种子购自湖北省林木种苗管理站;西葫芦(Cucurbita pepo ssp. pepo)种子为山西太谷县艺农种子有限公司生产。
紫云英接种根瘤菌剂的应用效果研究
根瘤菌是一类常见的土壤微生物,它能与植物根系形成共生关系,为植物提供固氮和营养物质。
紫云英是一种草本植物,具有重要的固氮功能,在生态修复和农业生产中有广阔应用前景。
对紫云英接种根瘤菌剂的应用效果进行研究具有重要意义。
为了探究紫云英接种根瘤菌剂的应用效果,本研究选取了紫云英的两个种质资源,分别为野生紫云英和人工培育的紫云英。
实验设立了4组处理:野生紫云英接种根瘤菌剂处理组、野生紫云英未接种根瘤菌剂处理组、人工培育紫云英接种根瘤菌剂处理组和人工培育紫云英未接种根瘤菌剂处理组。
进行了紫云英的生长观察。
结果显示,在接种根瘤菌剂的处理组中,野生紫云英的生长速度显著快于未接种根瘤菌剂的处理组。
而人工培育的紫云英则在两组处理中没有明显差异。
说明根瘤菌剂对野生紫云英的生长有促进作用。
紫云英接种根瘤菌剂可以显著促进野生紫云英的生长速度、固氮效果和光合效率。
而对于人工培育的紫云英,根瘤菌剂的应用效果较弱。
在紫云英的种植和应用过程中,可以选择野生紫云英并接种根瘤菌剂,以提高固氮效果和光合效率,从而达到更好的生态修复和农业生产效果。
该研究结果为紫云英栽培种植和生态修复提供了重要的理论和实践参考。
不同强化调控措施对多氯联苯污染土壤的修复效应徐莉;滕应;李振高;张雪莲;王家嘉;骆永明【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2010(047)004【摘要】通过微宇宙试验,以添加碳源、翻耕、覆膜为调控因子,研究生物强化措施对多氯联苯污染土壤的修复效果,并对修复前后土壤微生物数量以及功能多样性进行研究.结果表明,土壤翻耕处理是最有效的修复措施,修复效率达到29.3%;添加淀粉与覆膜处理,效果相近,并且均显著高于对照.添加淀粉和翻耕均显著增加了土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,但降低了土壤微生物功能多样性.而覆膜处理则使土壤微生物数量及其活性和多样性均下降.可见,不同的调控措施小仅能够强化土壤中多氯联苯的降解,同时也会影响到土著微生物群落结构及其活性和功能.【总页数】6页(P646-651)【作者】徐莉;滕应;李振高;张雪莲;王家嘉;骆永明【作者单位】中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京,210008;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京,210008;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京,210008;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京,210008;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京,210008;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京,210008;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京,210008;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京,210008;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京,210008;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京,210008;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京,210008;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京,210008;中国科学院研究生院,北京,100049【正文语种】中文【中图分类】S154.3【相关文献】1.多氯联苯复合污染土壤的土著微生物修复强化措施研究 [J], 滕应;骆永明;李振高;邹德勋2.不同螯合剂强化青葙修复土壤镉污染的效应 [J], 蒋萍萍; 俞果; 姚诗音; 刘杰; 雷玲; 游少鸿; 陈喆; 程艳3.不同螯合剂强化青葙修复土壤镉污染的效应 [J], 蒋萍萍; 俞果; 姚诗音; 刘杰; 雷玲; 游少鸿; 陈喆; 程艳4.电动强化过硫酸钠修复多氯联苯污染土壤的研究 [J], 樊广萍;仓龙;刘德宏;周东美5.类Fenton预氧化强化多氯联苯污染土壤生物修复的研究 [J], 高大文;卜春红;程国玲因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
多氯联苯污染土壤的紫云英-根瘤菌联合修复效应李秀芬;滕应;骆永明;李振高;潘澄;张满云;宋静【摘要】选用紫云英(Astragalus sinicus L.)作为宿主植物,通过盆栽试验研究了接种紫云英根瘤菌(Rhizobium huakuii)对多氯联苯污染土壤的修复效应.结果表明,经过100天的修复作用后,单接种根瘤菌、种植紫云英以及紫云英接种根瘤菌处理土壤中多氯联苯的去除率分别为20.5%、23.0%、53.1%,均显著高于对照处理(P <0.01).而且发现接种根瘤菌显著增加了紫云英根际土壤的微生物生物量碳、氮,明显增强了土壤微生物群落的碳源利用能力,从而改善了微生物群落功能多样性.可见,紫云英-根瘤菌共生体对多氯联苯污染土壤表现出较好的修复潜力.%The combined remediation effects of host plant {Astragalus sinicus L.) inoculated with rhizobium Rhizobium huakuii on PCBs contaminated soils was studied using pot experiments. The results showed that soil PCBs concentrations of single incubation of Rhizobium huakuii (R) and single planting Astragalus sinicus L. (P) decreased by 20.5% and 23.0%, respectively. Astragalus sinicus L. with incubation of Rhizobium huakuii had a clear role in PCBs removal in soils, PCBs concentration in polluted soils decreased by 53.1%, all of which were significantly higher than the untreated soils (P<0.01). We also observed that soil microbial communities in Astragalus sinicus L. rhizosphere soils had a higher microbial biomass C and N and carbon utilization rate, improving the functional diversity of the soil microbial community. The results suggested the great potential of planting Astragalus sinicus L. with incubation of Rhizobium huakuii in remediation of PCBs contaminated soils.【期刊名称】《土壤》【年(卷),期】2013(045)001【总页数】6页(P105-110)【关键词】多氯联苯;紫云英;根瘤菌;植物-微生物联合修复【作者】李秀芬;滕应;骆永明;李振高;潘澄;张满云;宋静【作者单位】中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京210008;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京210008;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京210008;中国科学院大学,北京100049;中国科学院烟台海岸带研究所,山东烟台264003;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京210008;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京210008;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京210008;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),南京210008;中国科学院大学,北京 100049【正文语种】中文【中图分类】S154.36* 通讯作者(**************.cn)多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)作为一类典型的持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs),广泛分布于各类环境介质中,土壤被认为是PCBs最大的库和汇[1]。
近年来一些研究表明,植物在PCBs污染土壤修复方面起到直接或间接作用[2-7],植物修复已经成为一种十分具有潜力的有机污染土壤治理技术[8-11]。
通常情况下,植物修复效率依赖于植物种类、土壤条件、有机污染物性质、根际微生物和植物本身之间的相互作用等因素,其中根际微生物协同作用对土壤有机污染物的降解有促进效果[12-14]。
因此,植物–微生物联合修复已成为多氯联苯污染土壤原位生物修复技术的发展趋势[15-18]。
近年来,豆科植物(如紫花苜蓿)在有机污染土壤修复应用中受到了广泛关注[19-22],尤其是紫花苜蓿–根瘤菌的共生体系[23-26]。
根瘤菌由于能和豆科植物形成互利共生体系固定空气中的N2,为植物提供氮素营养,促进植物生长[27],而备受植物修复工作者的青睐[28-30]。
而且也有研究发现某些根瘤菌属能够利用多氯联苯PCBs、多环芳烃或杂环芳香族化合物[31-34]。
紫云英作为一种绿肥植物,在轮作中占有重要地位,具有增加土壤养分、提高土壤保水保肥性能、增加作物产量的功能,那么紫云英–根瘤菌共生体是否也对PCBs污染土壤具有良好的修复效果,目前国内外还未见报道。
鉴于此,本研究以长江三角洲某典型PCBs复合污染农田土壤为研究对象,选择紫云英为修复植物, 通过室内模拟试验研究紫云英–根瘤菌共生体对PCBs 复合污染农田土壤的联合修复效应,以期为进一步研发PCBs污染土壤的根瘤菌修复及其与植物联合修复技术提供科学依据。
1 材料与方法1.1 供试材料1.1.1 供试土壤采自长江三角洲某典型 PCBs污染农田的表层土壤(0 ~ 20 cm),捡出植物根系、石砾等残留物,自然风干,过2 mm筛,调节其土壤含水量为田间持水量的 55% 左右,以供盆栽试验用。
供试土样基本理化性质和PCBs含量见表1。
1.1.2 供试植物紫云英(Astragalus sinicus L.),豆科黄芪属,冬季绿肥植物,种子购于上海春茵草坪技术有限公司。
1.1.3 供试菌株及菌剂制备根瘤菌(Rhizobium huakuii),由本课题组从长江三角洲某典型 PCBs污染农田的紫云英植株根瘤中经驯化富集后分离筛选得到。
先将该菌接种于 YMA固体平板培养基[35]上28℃ 活化,然后接入以 PCB77(3,3',4,4'-四氯联苯,10 mg/L)为唯一碳源的基础盐液体培养基[35]中扩大培养,之后与灭菌泥炭(过 20目尼龙筛)混合,制成固体菌剂(2×109 cfu/g菌剂)。
表1 供试土壤的基本理化性质和PCBs含量Table 1 Physicochemical properties and PCBs contents of soil samples注:①参照前苏联卫生部规定的农田土壤污染允许水平(60 μg/kg)。
土壤类型pH 有机碳碱解氮速效磷速效钾PCBs PCBs污染程度①(H2O) (g/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (μg/kg)铁聚水耕人为土5.43 32.8 353.06 18.8 106.2 237.88±4.07 重度污染1.1.4 主要化学品 PCB77和PCBs 混合标准样品(包括 PCB8,PCB18,PCB28,PCB44,PCB52,PCB66,PCB77,PCB101,PCB105,PCB118,PCB126,PCB128,PCB138,PCB153,PCB170,PCB180,PCB187,PCB195,PCB200,PCB206,PCB209 共21种单体)购自北京百灵威化学技术有限公司。
丙酮、正己烷等有机溶剂均为分析纯,重蒸后使用。
硫酸为优级纯,无水硫酸钠(分析纯)、硅胶(100 ~ 200目,分析纯)、中性氧化铝(分析纯)400℃活化6 h,冷却后置于全玻璃容器中密封贮存,待用。
另备色谱纯正己烷、酸性硅胶(硅胶︰浓硫酸=2︰1,质量比)。
1.2 试验方案及实施本研究设计4个处理:①不种植物,仅加灭活的根瘤菌菌剂作为对照(以CK表示);②种植物,加灭活的根瘤菌菌剂(P);③不种植物,仅加活的根瘤菌菌剂(R);④种植物,加活的根瘤菌菌剂(PR),每个处理 4次重复,随机区组排列。
将紫云英种子浸入95%(体积比)的乙醇5 min,再以5%(体积比)次氯酸钠表面消毒10 min,无菌水洗涤8次。
置于铺有湿润滤纸的培养皿中在室温下催芽2天。
每盆装土500 g(以干重计),调节土壤含水量至田间持水量的60%,充分拌匀,然后将萌发后的紫云英种子穴播于土壤中,待紫云英出苗至3叶期定苗,每盆选取长势一致的苗保留10株。
盆栽试验在控温生长室中进行,日间温度为25℃,夜间温度为20℃,每天补加蒸馏水,维持土壤水分在田间持水量的 60%,光照强度为4500~7300 lx,整个试验持续100天。
试验进行100天后,采集植物并按四分法采集土壤样品。
土壤样品经冷冻干燥后过100目筛,以供土壤基本理化性质以及污染物含量分析。
植物样品采集后,用蒸馏水洗净,分地下部、地上部样品,用吸水纸吸干,于50℃ 条件烘干称重,粉碎待测。
1.3 土壤基本理化性质分析土壤基本理化性质按常规方法测定,具体参见文献[36]。
1.4 土壤中PCBs的提取与测定称取冷冻干燥样品(土壤样品 10.0 g,植物样品2.0 g)放入离心管,加入1︰1的丙酮和正己烷混合溶剂30 ml,蜗旋混合仪振荡数秒,静置12 h浸提。
在水温25℃,频率为100%条件下超声提取15 min,离心(1500 r/min,5 min),上清液过滤,滤液收集至茄形瓶中。
重复超声提取2次。
将3次离心液70 ml旋转蒸发(45 kPa,60 r/min,水浴锅42℃)近干(800 µl),加入5 ml正己烷替换1次,浓缩至2 ml后转入复合硅胶柱进行纯化。
复合硅胶柱(长 250 mm,内径10 mm)内依次装填硅胶、中性氧化铝、酸性硅胶和无水硫酸钠(w︰w = 2︰2︰1︰1)。