【摘 要】
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随着社会工业化进程的快速发展,在人类生活的各个方面,对石油的需求量变得越来越大。因此,石油及其衍生物、石油产品所带来的的环境污染也日益严重。当石油污染物进入土壤,会损害土壤的自我修复能力,石油污染物长时间在土壤中滞留,不仅对土壤微生物、植物产生影响,甚至危害人类健康。生物修复具有成本低、环境友好、无二次污染等优势,已成为环保领域首选的生态修复技术,其中以植物-微生物联合修复技术效果最佳,在近年来备
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随着社会工业化进程的快速发展,在人类生活的各个方面,对石油的需求量变得越来越大。因此,石油及其衍生物、石油产品所带来的的环境污染也日益严重。当石油污染物进入土壤,会损害土壤的自我修复能力,石油污染物长时间在土壤中滞留,不仅对土壤微生物、植物产生影响,甚至危害人类健康。生物修复具有成本低、环境友好、无二次污染等优势,已成为环保领域首选的生态修复技术,其中以植物-微生物联合修复技术效果最佳,在近年来备受关注。利用植物联合高效石油降解菌进行植物-微生物修复石油污染土壤,具有重要的理论和实践意义。本文拟在实验室条件下模拟石油污染土壤,共设置4个石油浓度梯度,分别为0mg/kg、2500mg/kg、5000mg/kg和7500mg/kg;以紫花苜蓿作为供试植株,与实验室原有菌株KB1联合模拟修复石油污染土壤,分别在45天、60天、75天时采集样品,并测定供试植株生理生化指标、土壤理化性质及土壤酶活性、石油烃降解率、植株抗逆指标及植株中NO、H2O2、JA、SA信号分子含量,用以分析土壤坏境因子对石油污染土壤植物-微生物联合修复的响应,为石油污染土壤的修复提供科学的理论依据。主要结果如下:(1)通过对红平红球菌KB1进行部分生理生化试验、在实验室条件下进行苜蓿种子萌发试验,研究发现,红平红球菌KB1的甲基红实验反应呈阴性,硝酸盐还原、V-P试验、过氧化氢酶反应均为阳性;除不能利用乳糖外,葡萄糖、果糖和麦芽糖均能作为唯一碳源生长;定性检测结果显示,红平红球菌KB1不具备固氮酶、纤维素酶的产出能力,吲哚乙酸(IAA)、ACC脱氨酶和铁载体具有一定量的产出,吲哚乙酸(IAA)的产出量为16.41±0.132(mg·L-1),ACC脱氨酶产出量为4.894±0.201(μmolα-丁酮酸·mg-1pro·h-1)。苜蓿种子萌发试验结果表明,随着石油浓度的增大,苜蓿种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数降低;经菌株KB1浸种后,可提高苜蓿种子的萌发率,活力指数较对照组有所增高,由此可以看出红平红球菌KB1具备一定的促生作用。(2)菌株条件优化结果表明,红平红球菌KB1的最优生长条件为35℃、pH7.0、NaCl质量浓度2.0%;菌株降解动力学结果显示,拟合的Monod方程是合理的,经计算得到的最大比降解速率vmax=12.37 mg/(L·d),半速率常数Ks=79.43mg/L。结果表明,KB1与苜蓿联合修复能明显促进石油污染土壤的修复效果,而且KB1的加入能促进苜蓿植株生长,提高苜蓿抗逆性及抗氧化酶活性。(3)通过对采集的苜蓿植株进行抗逆指标及信号分子测定。结果显示,就对照组而言,随着土壤中原油浓度的增加,丙二醛、脯氨酸、超氧化物歧化酶和过氧化物酶含量上升,说明苜蓿植株抗逆性降低;而实验组(KB1浸种),随着土壤中原油浓度的增加,虽然各项指标仍呈上升趋势,但与对照组相比,各项指标在含量上均有所降低,由此可知菌株KB1有助于提高苜蓿植株的抗逆性。(4)对不同时间采集的土壤的理化性质、养分含量、酶活性等成分分析可得,各处理组土壤偏中性,有机质含量在1.5%2.5%之间,随着土壤中原油浓度的增大,土壤养分含量中全氮、全磷含量升高,速效氮、速效磷含量降低,全钾和速效钾含量基本不变,在经KB1浸种后,明显提高了土壤中速效氮、速效磷和速效钾的含量,表明菌株可提高植株对土壤中氮、磷、钾的利用率,以促进自身生长发育。
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