长期灌溉含多环芳烃污水对稻田土壤酶活性与微生物种群数量的影响

以沈抚污水灌区为例,研究了长期灌溉含多环芳烃(PAHs)污水对稻田土壤酶活性、微生物种群数量的影响。结果表明,灌区稻田土壤PAHs含量在319.5～6362.8μg.kg-1。长期污水灌溉导致稻田土壤PAHs含量严重超过环境标准。随清水连续灌溉年限的增加,土壤PAHs总量不同程度降低直至低于土壤PAHs环境质量标准。相关性分析表明,在目前污染程度下,灌区稻田3大土壤微生物类群和主要功能群的种群数量主要受土壤理化性质的影响,受PAHs含量影响不明显。土壤全氮含量与细菌数量呈极显著正相关(P<0.01)。土壤酶活性受到土壤养分和PAHs污染的双重影响,土壤有机碳和全磷含量分别与脱氢酶、多酚氧化酶和脲酶活性呈极显著正相关(P<0.01),PAHs含量分别与脱氢酶和脲酶活性呈极显著正相关(P<0.01),与多酚氧化酶活性呈显著正相关(P<0.05)。

长期石油污水灌溉对东北旱田土壤微生物生物量及土壤酶活性的影响

以土壤微生物生物量和土壤酶活性等为土壤微生物变化指标,研究了含油污水长期灌溉对东北沈抚灌区农田土壤微生物的影响。结果表明:土壤微生物生物量碳和生物量氮随着污灌有机物污染程度的增加而增加,与土壤石油烃(TPH)含量极显著正相关,相关系数分别为0.955和0.962(P<0.01);与土壤多环芳烃(PAHs)含量也极显著正相关,相关系数为0.941和0.946(P<0.01)。土壤酶活性分析表明,土壤脱氢酶和多酚氧化酶与土壤TPH含量极显著正相关,相关系数分别为0.977和0.958(P<0.01);与PAHs含量也极显著正相关,相关系数分别为0.997和0.977(P<0.01)。土壤中的脲酶受污水灌溉中含N物质的影响与TPH含量显著相关,相关系数为0.713(P<0.05),与PAHs污染无明显相关性。而纤维素酶与土壤有机物污染无明显相关关系。土壤微生物生物量和土壤脱氢酶、多酚氧化酶可以作为污灌土壤TPH和PAHs污染敏感的生物学和生物化学指标。

多环芳烃降解菌ZL5分离鉴定及其降解质粒

通过选择性富集培养 ,从辽河油田石油污染土壤中分离到一株多环芳烃 (PAHs)降解菌ZL5 .它能以菲和芘为唯一碳源生长 ,但是不能利用萘 .16SrDNA核苷酸序列分析结果表明 ,ZL5属于变形细菌α亚类中的鞘氨醇单胞菌属 .该菌株含有一个大小约为 6 0kb的质粒 .丝裂霉素C消除实验表明 ,随着质粒的丢失 ,菌株利用菲和芘的能力也丧失 .用电转化和氯化铷转化法分别将菌株ZL5的质粒导入大肠杆菌JM10 9和DH5α中 ,随着质粒的获得 ,这些转化子获得了降解菲和芘的能力 .本研究结果表明 ,鞘氨醇单胞菌ZL5降解PAHs的功能和质粒有关 .图 4参 16

多环芳烃微生物降解基因的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物,微生物的降解是PAHs去除的主要途径。近年来,有关PAHs微生物降解途径和代谢产物的研究已有很多报道。小分子PAHs一般可以直接被微生物降解,而大分子PAHs则需要微生物以共代谢的方式降解。在过去20年中,微生物降解PAHs的基因相继被发现,各种基因在调控PAHs降解过程中的功能也越来越清晰。本文概述了PAHs微生物降解基因方面的研究进展,详细介绍了微生物对萘、菲的降解基因,最后对PAHs微生物降解基因的应用前景进行了展望。

多环芳烃污染土壤的生物泥浆法修复

通过小型泥浆反应器的运行 ,确定了生物泥浆法修复多环芳烃污染土壤的温度、水土比和通气量参数 .采用 2 :1的水土比 ,控制温度、通气量分别为 2 0℃～ 2 5℃ ,60L/h可以达到较好的修复效果 .用从污染土壤中分离出的真菌在纯培养条件下对多环芳烃进行降解 ,经 34d的培养 ,镰刀菌对芘和苯并蒽的降解率为 90 %和33 3% ,毛霉可以分别降解 81 .5%和 4 9.2 % ,青霉可以分别降解 52 %和 4 6%

多环芳烃污染土壤生物修复的强化方法

生物降解是去除环境中多环芳烃(PAHs)的重要途径,通过采取一些强化措施,如使用表面活性剂,添加营养物质和提供共代谢底物等,可显著提高PAHs降解速度和程度,为生物修复技术的成功应用提供前提。在分析中,对近年来国内外在PAHs污染土壤生物修复强化方面的研究进展进行了综述。

多环芳烃胁迫下稻田土壤细菌及分支杆菌种群多样性研究

多环芳烃(PAHs)污染对土壤微生物群落特别是微生物功能群的影响一直备受关注。本文应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,从群落和功能群多样性两个角度,分析了PAHs胁迫条件下稻田土壤细菌遗传多样性及与PAHs降解有密切关系的分支杆菌种群多样性变化。结果表明,PAHs污染对稻田土壤细菌群落多样性指数无显著影响,但造成土壤细菌群落结构的改变,重度PAHs造成一些对污染敏感的细菌种类消失,而使一些与PAHs降解有关的细菌种类丰度增加。而对与多环芳烃降解有密切关系的分支杆菌而言,中度PAHs污染稻田土壤分支杆菌种群多样性指数较重度和轻度PAHs污染土壤的略高,不同PAHs污染程度稻田土壤的优势分支杆菌种类不尽相同,PAHs污染造成稻田土壤1种或几种分支杆菌得到富集。长期PAHs污染造成土壤细菌群落和分支杆菌种群结构的变化,将直接影响土壤生态系统功能的发挥,间接改变土壤质量。

非流体介质中多环芳烃污染的微生物固定化修复技术

非流体介质中多环芳烃(PAHs)污染的修复是目前环境工作者所面临的艰巨而紧迫的任务.由于非流体介质环境的特殊性,常规修复方法难以高效地发挥作用,传统微生物修复技术采用的游离微生物也存在许多弊端.而微生物固定化能大幅度地提高参加反应的微生物浓度,避免优势菌受土著菌的恶性竞争,增强微生物的耐环境冲击性.微生物固定化技术在一定程度上克服了传统工艺的不足,因而广泛应用于流体介质(废水等)和半流体介质(泥浆等)环境污染的修复.在概述固定化微生物技术的特点和分析国内外研究进展的基础上,指出将该技术应用于非流体介质中PAHs污染的原位修复领域的可行性,并论述了需要解决的关键科学问题,提出了利用微生物固定化技术修复非流体介质中PAHs污染的未来研究课题.

菲对土壤酶活性的影响

采用室内培养方法,选择菲作为PAHs代表物,探讨了菲与土壤酶活性之间的关系。结果表明,当菲的添加浓度>100μg·kg-1时,添加菲后的3d时间里,土壤中脲酶活性有被抑制的现象;添加菲后的7d时间里,土壤中脱氢酶活性被抑制,土壤磷酸酶的活性却被激活;当菲的添加浓度为100～2400μg·kg-1时,土壤过氧化氢酶活性没有显著变化。土壤脲酶、脱氢酶、磷酸酶的活性可以作为菲污染土壤的生态毒理指标,并且观察它们在添加菲后的第1d到第7d的变化最为重要。

共基质对10株细菌降解苯并芘的作用研究

从石油污染的污泥中分离驯化出10株细菌(SB01～SB10),利用生物摇床实验对其降解苯并芘(BaP)的效能进行试验,研究了有(或无)共基质(葡萄糖Glu,或菲PHE)对细菌降解BaP的影响,并采用ANOVA和Tukey多重比较进行分析。结果表明(,1)当以BaP为惟一碳源和能源且BaP初始浓度为50mg·L-1时(MS1),SB01的降解率最高,5d可降解31.0%;以Glu为共代谢基质时(MS2),SB09的降解率最高,可达36.9%;以PHE为共代谢基质时(MS3),SB01对BaP的降解率为46.0%。(2)Glu对SB01、SB02、SB03、SB07、SB10降解BaP有抑制作用,对SB01抑制作用最明显,使SB01的降解率降低了13.1%,Glu对SB05,SB08降解率无明显促进或抑制作用。(3)PHE对细菌降解BaP均表现出促进作用,对SB01的促进作用最明显,使其降解率提高15.0%。(4)Glu对SB09的促进作用大于PHE的促进作用,而对SB06,PHE的促进作用大于Glu。

固定化微生物对多环芳烃污染土壤的降解

利用微生物固定化技术,研究了微生物固定化菌剂对土壤中菲、蒽、芘、(艹屈)和苯并(a)芘的降解动态,并且采用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对结果进行拟合。结果显示,4种处理(TB02、TB07、TBB03、TBB08)均有降解菲、蒽、芘、(艹屈)和苯并(a)芘的能力。其中,处理TB02的降解能力强、降解速率快、半衰期短且处理成本低,而处理TB07则需要较长时间作用于PAHs污染土壤,其降解能力才能充分发挥出来。当菲、蒽、芘、散发出(艹屈)和苯并(a)芘的初始浓度均为20mg·kg-1时,42d后,TB02对菲、蒽、芘、(艹屈)和苯并(a)芘的降解率分别为84.32%、85.24%、82.59%、43.75%和62.25%;133d后,TB07对5种污染物的降解率分别为95.00%、95.24%、90.93%、74.82%和72.20%。通过比较5种污染物半衰期,其可降解性由大到小依次为菲、蒽、芘、苯并(a)芘、(艹屈)。

均匀设计在固定化毛霉载体配方优化中的应用

将均匀设计方法应用于固定化毛霉(Mucorsp.)载体配方优化中。在单因素实验基础上,采用U(1557)均匀设计表对影响毛霉生长的主要营养因子进行优化,利用SPSS建立了固定化毛霉对土壤中芘、苯并(a)芘(BaP)和总多环芳烃(PAHs)降解率的回归方程。结果表明,全相关系数分别达到0.999,0.997和0.997。而后通过无约束规划求解获得了固定化载体最佳配方:玉米芯92.1%,豆饼4.8%,CaSO41.6%,白糖1.4%,MgSO40.2%,有效地提高了固定化毛霉对土壤中PAHs的降解率,为将固定化微生物技术应用于非流体介质中PAHs污染的原位修复提供了可行途径,而且该载体配方用料来源广泛,成本低廉,工艺简单,安全无毒。

Remediation of Persistent Organic Pollutants (POPs) in Two Different Soils

Persistent organic pollutants (POPs) are a set of chemicals that are toxic, persist in the environment for long periods of time, and biomagnify as they move up through the food chain. The most widely used method of POP destruction is incineration, which is expensive and could result in undesirable by-products. An alternative bioremediation technology, which is cheaper and environ-mentally friendly, was tested during this experiment. Two different soil types containing high and low organic matter (OM) were spiked with 100 mg/kg each of pyrene and Aroclor 1248 and planted with three different species of grasses. The objective of the study was to determine residue recovery levels (availability) and potential effectiveness of these plant species for the remediation of POPs. The results showed that recovery levels were highly dependent on the soil organic matter content—very low in all treatments with the high OM content soil compared to recoveries in the low OM soil. This indicates that availability, and, hence, biodegradability of the contaminants is dependent on the organic matter content of the soil. Moreover, the degree of availability was also significantly different for the two classes of chemicals. The polyaromatic hydrocarbon (PAH) recovery (availability) was extremely low in the high organic matter content soil compared to that of the polychlorinated biphenyls (PCBs). In both soil types, all of the plant species treatments showed significantly greater PCB biodegradation compared to the unplanted controls. Planting did not have any significant effect on the transformation of the PAHs in both soil types; however, planting with switchgrass was the best remedial option for both soil types contaminated with PCB.

邻苯二酚2,3-双加氧酶基因克隆、定位和高效表达

采用特异性引物 ,以菲、芘降解菌株ZL5的代谢性质粒为模板 ,扩增出邻苯二酚 2 ,3-双加氧酶 (C2 3O)基因 .将该基因和表达载体pET - 30a(+)连接 ,转化E .coliJM10 9(DE3) ,获得了高效表达的转化子 .SDS -PAGE结果表明 ,转化子的C2 3O蛋白不仅在细胞内存在 ,而且能被分泌到胞外 ,薄层扫描显示 ,转化子细胞内和细胞外表达蛋白总量占细胞总蛋白的 4 2 % .酶活分析表明 ,分布在转化子细胞内、外的表达蛋白都具有较高的C2 3O比活力 .Southern杂交将菌株ZL5的C2 3O基因定位在内生质粒的不同酶切片段上 .图 5表 1参 12

芘在土壤中的共代谢降解研究

高分子量多环芳烃 (PAHs)的降解通常以共代谢方式进行 .研究比较了高分子量多环芳烃代表种类芘作为唯一C源和能源的降解过程和有共代谢底物存在下芘的降解过程 ,结果表明 ,2 5d后前者中芘的降解率5 7% ,而后者中芘的降解率为 80 % .且有共代谢底物存在下 ,芘在降解过程中半衰期缩短 ;水杨酸 ,邻苯二甲酸 ,琥珀酸钠能作为共代谢底物提高芘的降解率 ,琥珀酸钠效果最好 .芘和低分子量多环芳烃之间也有共代谢关系 ,菲促进了芘的降解 ,但萘未出现同样的结果 .此外 ,这阐明了共代谢原理和适宜作高分子量多环芳烃共代谢底物的物质 .