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《南京农业大学》 2007年
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蚯蚓及蚓粪对假单胞菌降解土壤中菲的影响

胡淼  
【摘要】: 多环芳烃(Polvcyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物。在多环芳烃中,菲属于较简单的一类低分子量PAHs,除存在于石油外,大多来自焦炭不完全燃烧以及煤炭气化和液化工艺排放的废气废水中。菲由三个苯环连接而成,它不仅在污染环境中的含量高,而且具有一个Bay-region和一个K-region,这两个结构与多环芳烃的致癌性有紧密关系。菲的性质稳定,易在环境中沉积,对人呼吸道和皮肤有毒害作用,虽然目前尚无证据显示菲对人体有致癌和诱变性,但它可以诱发鱼类和其他生物的突变、畸变和癌变,并能通过食物链累积。因其独特的化学结构,菲成为PAHs污染研究中的模式化合物.菲的生物降解研究不仅有利于环境中菲的降解,还可为其他PAHs污染的防治提供相关的参考资料。研究表明,微生物降解在自然环境PAHs污染的消除中发挥着重要的作用。 蚯蚓是土壤中生物量最大的动物类群之一,在维持土壤生态系统功能中起着不可替代的作用。近年来研究表明,蚯蚓在修复污染土壤方面也具有重要作用,主要表现在蚯蚓对土壤物理、化学和生物学过程的调节方面。因此,蚯蚓具有强化土壤有机物生物修复的能力,但是,关于蚯蚓存在条件下有机污染物降解情况的研究还不多。 本研究采用人工模拟菲污染土壤,通过室内培养试验,分别研究了蚯蚓和蚓粪对假单胞菌降解土壤中菲的影响。 研究结果表明: 1)通过室内培养试验,分别研究了接种蚯蚓(E)、假单胞菌(B)以及同时接种假单胞菌和蚯蚓(BE)对土壤中菲降解的影响。结果表明,30d培养结束后,土壤中菲的初始污染浓度为50mg·kg~(-1)的条件下,各处理间菲的降解率差异显著,其降解率的大小顺序依次为:BE>B>E>CK(对照)。在150mg·kg~(-1)菲的初始污染浓度下,BE处理中菲的降解率高达98.86%,显著高于CK和E处理。测定B和BE处理中细菌的双加氧酶活性结果表明,B处理中假单胞菌的双加氧酶活性在3种菲初始污染浓度下没有显著差异,而BE处理中双加氧酶的活性随着土壤中菲的初始污染浓度的升高而增加。同时测定蚯蚓体内发现,在相同菲污染浓度下BE处理中蚯蚓体内的菲明显高于E处理。这些结果初步表明,蚯蚓能够通过生物富集作用降低土壤中菲的浓度;同时蚯蚓与细菌的相互作用能够进一步促进土壤中菲的降解。 2)采用人工模拟菲污染土壤,分别研究了添加牛粪(W)、蚓粪(EC)、假单胞菌(B)以及同时接入牛粪和假单胞菌(BW)、蚓粪和假单胞菌(BEC)对土壤中菲降解的影响。30d室内培养结束的结果表明,添加牛粪与蚓粪都能显著降低土壤中菲的残留,但蚓粪的效果相比于牛粪更为明显。同时,蚓粪和牛粪的添加都能够有效促进假单胞菌对土壤中菲的降解,降解率可高达98%~99%,显著高于其他处理,从效果上看,牛粪和蚓粪对假单胞菌的这种促进作用没有差别。为了更好研究降解过程中影响的动态变化,另设置在菲初始污染水平为100 mg·kg~(-1)下进行动态采样:每4d进行破坏性采样,培养周期20d。结果显示,土壤中菲的降解主要发生在培养前期(0d~8d),降解速率随着培养时间的增加而降低;结合假单胞菌的双加氧酶活性的动态变化来看,在培养前中期,BEC处理中的双加氧酶活性要高于B处理中的,蚓粪的添加能够促进假单胞菌分泌的双加氧酶的活性,但是这种作用随着培养时间的增加而减弱。但添加牛粪的处理中双加氧酶的活性变化较为复杂,说明牛粪并不是通过提高双加氧酶的活性而促进假单胞菌对菲的降解,可能存在其他降解途径或者牛粪中存在其他降解菌。 3)在本试验的条件下,虽然蚯蚓和蚓粪都能够降低土壤中菲的可提取浓度,并且都能够促进细菌对土壤中菲的降解,但蚓粪的作用较蚯蚓更为显著。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X53;X174

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【引证文献】
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