發(fā)布時間：2016-08-20 06:18

第 1 章 緒論

近年來越來越多的抗生素進入土壤、水體等環(huán)境介質(zhì)中，令生態(tài)系統(tǒng)面臨嚴重威脅�？股�素被大量濫用，現(xiàn)有處理技術(shù)無法將其去除完全，雖然其半衰期較短，然而經(jīng)過長期積累和不斷流入，逐漸造成“假持續(xù)”現(xiàn)象。抗生素在土壤中大量留存，并通過擴散，轉(zhuǎn)移，降解等方式擴大污染面積，對生態(tài)環(huán)境和動植物生命活動產(chǎn)生危害。也會通過影響生態(tài)系統(tǒng)中多類微生物的數(shù)量、種群結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)方式等，對土壤生態(tài)平衡系統(tǒng)產(chǎn)生影響[3]�？股�素可直接殺死細菌或抑制其生長，導致存在于土壤中的其它各類污染物的生物降解效率下降[4]。有研究指出土壤被氯霉素污染后，牛糞自然降解所需時間大幅增加[5]。另有研究表明，土壤中阿維菌素含量超過 125mg/kg，就會嚴重破壞土壤原有各類微生物生長繁殖[6]。另外，土壤中四環(huán)素污染水平達到 1mg/kg 時，土壤磷酸酶、脫氫酶的活力顯著降低[7]。泰樂霉素還能破壞土壤中土著菌群的群落結(jié)構(gòu)及生態(tài)功能。Thiele-Bruhn等實驗結(jié)果指出被土霉素污染的土壤中，微生物的總含量明顯減少，接觸時間越長，接觸面積越大，含量減少越嚴重[8]。

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第 2 章 土霉素高效降解菌的篩選純化與鑒定

2.1 材料與方法

（1）取土壤樣品 5.00g，加入 10mL 0.10moL/L 的 EDTA-Mcllvaine 緩沖液進行提取，2500r/min 渦旋混勻 10s，25℃超聲 15min，4500r/min 離心 15min，收集上清液，重復 3 次。（2）將收集的樣品過四氟聚乙烯濾膜。（3）將樣品進行固相萃�。河� 10mL 甲醇、6mL 純水活化小柱，，待小柱完全濕潤后，將樣品轉(zhuǎn)移至小柱中，待樣品完全滴盡后，用 10mL 甲醇洗脫小柱，速率控制在 1mL/min，用小試管收集洗脫液。接收的液體倒于雞心瓶中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)蒸至凈干，用 1mL 色譜甲醇定容，收集于液相小瓶中（用 1mL 注射器從雞心瓶中吸取樣品，過粉色有機慮頭收集在小瓶中）待測。將篩選純化后的土霉素高效降解菌單一及混合處理，分別接種于液體培養(yǎng)基中，37℃，160r/min 震蕩培養(yǎng) 8h，分別從每種處理中取出菌液 5mL、10mL、20mL、50mL、100mL，加入到土霉素含量為 30mg/kg 的土壤中，37℃，培養(yǎng) 12h。測定不同處理方式中土霉素降解率，確定適宜的接種量。

2.2 結(jié)果與分析

接種量對于降解菌單一、混合處理降解效果影響結(jié)果如表 2.1 所示，當菌種接種量是 10mL/L 時，土霉素降解速度最快，其中 A1 的降解率可達 62.74%，A2 的降解率可達 64.48%，A1+A2 的降解率可達 74.32%，伴隨混合菌接種量逐步升高，其對土霉素的降解速度變慢，最終趨于平緩。王志強等在研究細菌接種量對土霉素降解能力效果的實驗中也得出相似結(jié)論，當菌液接種量是10mL/L時，土霉素的降解率最高，達 71.45%，當接種量增大時，降解率逐漸變得遲緩，最終趨于平穩(wěn)[117]。楊東旋等考察不同白腐真菌接種量對修復氯丹污染土壤的作用效果時，向污染土壤中分別接種 2、5、10、15、20mL 的白腐真菌菌液，結(jié)果表明，接種量只有 2mL 和 5mL 時，由于菌含量較少，降解速率較慢，當接種量增大至 10mL 和 15mL 時，降解速率明顯加快，降解率可達 42.1%和 54.3%，當接種量進一步增至 20mL 時，降解速率幾乎沒有增長[118]。這是因為當接種量到達一定程度時，菌體與已經(jīng)充分接觸底物，接種量趨于飽和，繼續(xù)增加接種量很可能導致種間競爭，在一定程度上抑制降解效果。因此，在以下的植物-微生物聯(lián)合修復及強化實驗中，選定 10mL/L 做為最佳接種量。

第 3 章 土霉素、鎘復合污染土壤的植物-微生物聯(lián)合修復.....................23 

3.1 材料與方法.............23 
3.2 結(jié)果分析.............25 
3.3 小結(jié)...................38
第 4 章 土霉素、鎘復合污染土壤植物-微生物聯(lián)合修復的強化措施研究..............................40
4.1 材料與方法.............................40 
4.2 植物-微生物聯(lián)合修復強化措施結(jié)果分析.............42 
4.3 小結(jié)..............................45

第 5 章 結(jié)論.......47

第 4 章 土霉素、鎘復合污染土壤植物-微生物聯(lián)合修復的強化措施研究

4.1 材料與方法

采用盆栽實驗，自制不同污染負荷的土霉素、鎘單一與復合污染土壤，土霉素 5mg/kg + 鎘 5mg/kg + 菌液 10mL（對照）；土霉素 5mg/kg + 鎘 5mg/kg +菌液10mL + 強化措施—其中強化措施包括以下 8 種處理：肥料（硫酸銨、磷酸二氫鈣、氯化鉀）；有機酸（酒石酸、草酸、檸檬酸）；化學螯合劑（NTA 和 EDTA），共計 9 個處理，每個處理 3 次重復。花盆隨機放置在溫室中并不定期更換位置，植物每日用去離子水澆灌并保持60%田間持水量，接種微生物 3 個月后收獲植物。植物收獲后，測定植物地上部、根部干重；植物地上部、根部體內(nèi)鎘濃度；土壤樣品中土霉素濃度，考察不同強化措施下，植物對重金屬的富集特征及微生物對土霉素的降解效率。

4.2 植物-微生物聯(lián)合修復強化措施結(jié)果分析

不同強化措施處理下孔雀草的生物量情況如表 4.1 所示，相比空白對照，3種肥料對孔雀草根部、地上部、總生物量均有所提高，其中硫酸銨處理對植物生長促進作用最為明顯，根部、地上部、總干重分別達到 0.821g、4.119g、4.940g，顯著優(yōu)于磷酸二氫鈣和氯化鉀處理。孫磊等研究不同氮肥對污染土壤玉米生長和重金屬 Cu、Cd 吸收的影響時也指出，施用硫酸銨可顯著提高玉米的生物量[131]。N 元素對植物生長有非常重要的作用，是植物體內(nèi)氨基酸的組成部分，可合成蛋白質(zhì)，促進光合作用等，因此對植物生長促進效果明顯。此外施加磷酸二氫鈣和氯化鉀的處理方式中，生物量也有明顯提升，通過數(shù)據(jù)可以看出，磷酸二氫鈣對于孔雀草根部生物量增加要優(yōu)于氯化鉀，但對于地上部生物量的提高低于氯化鉀。磷肥的主要作用為促進植物果實、籽粒的飽滿，鉀肥主要作用為提高植物抗逆性，雖然也有一定促生長作用，但促進效果不如氮肥。

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第 5 章 結(jié)論

（1）篩選出兩株土霉素高效降解菌，經(jīng)鑒定可確定為細菌：紫金牛葉桿菌（ Phyllobacterium-myrsinacearum ）、 真 菌 A2 膠 紅 酵 母 （ Rhodotorulamucilaginosa）。這兩株菌在單一、混合處理對土霉素均具有降解作用，其中紫金牛葉桿菌對土霉素降解率為 58.9%，膠紅酵母對土霉素降解率為 62.9%，混合菌對于土霉素降解率為 71.1%，混合菌對土霉素的降解效果最好，最佳降解時間為8-12h，最適宜接種量為 10mL。（2）孔雀草、紫茉莉兩種植物對重金屬鎘均表現(xiàn)出良好的耐性，生物量都隨土壤中污染物含量增加而下降，土霉素抑制植物對鎘的富集，土霉素降解菌有利于提高植物生物量，顯著促進孔雀草、紫茉莉?qū)︽k吸收及提高紫茉莉富集系數(shù)。相同條件下，孔雀草的根部、地上部、鎘總富集量都優(yōu)于紫茉莉。（3）加入降解菌可顯著提高土壤中土霉素的降解率，污染物含量的增加對降解菌降解效果有抑制作用，孔雀草與降解菌的聯(lián)合修復效果優(yōu)于紫茉莉同降解菌的聯(lián)合修復效果。（4）肥料強化處理對降解菌降解土霉素效果最好，其次是有機酸處理，螯合劑處理降解效果最差。綜合比較各強化措施對鎘富集量、土霉素降解率，選擇硫酸銨肥料作為強化措施最為適宜。

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參考文獻（略）

本文編號：98641