山西省工礦區(qū)PAHs和SO2復(fù)合浸染對(duì)小麥、黑麥草土壤-植物系統(tǒng)生態(tài)毒理效應(yīng)研究.pdf

1、本文以小麥、黑麥草為供試植物，山西省工礦區(qū)生黃土為供試土壤，通過室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，采用連續(xù)提取法、生化技術(shù)、變性梯度凝膠電泳技術(shù)(PCR-DGGE)、熒光定量PCR(RT-PCR)等技術(shù)，進(jìn)行了土壤中多環(huán)芳烴（PAHs，以萘、菲、芘為代表）和二氧化硫(SO2，以硫酸鹽和亞硫酸鹽作為SO2在土壤中的衍生物)單一及復(fù)合污染對(duì)土壤-植物系統(tǒng)的生態(tài)毒理效應(yīng)研究。重點(diǎn)研究了山西工礦區(qū)同時(shí)發(fā)現(xiàn)的兩種典型環(huán)境污染物PAHs和SO2單一及復(fù)合污染對(duì)小麥和黑

2、麥草幼苗的萌發(fā)和苗期生長，以及黑麥草-土壤系統(tǒng)土壤酶活性、植物抗氧化酶系統(tǒng)、土壤微生物生物量、土壤微生物群落多樣性的影響，結(jié)果表明:
　　 (1)小麥種子萌發(fā)對(duì)土壤PAHs、SO2單一及復(fù)合污染并不敏感，黑麥草種子萌發(fā)對(duì)PAHs和SO2復(fù)合作用的敏感性要相對(duì)大于小麥。PAHs與SO2單一污染時(shí)小麥與黑麥草幼苗的株高與根伸長均受到一定程度的影響，低濃度PAHs或SO2處理有促進(jìn)作用，高濃度則為抑制作用;小麥的地下生物量受到PAHs

3、的影響微弱，黑麥草的地下生物量對(duì)SO2單一污染脅迫的敏感性要強(qiáng)于PAHs。在PAHs和SO2復(fù)合污染條件下，小麥、黑麥草株高，根長及地下生物量均表現(xiàn)為低濃度組合時(shí)為協(xié)同促進(jìn)作用，而高濃度組合時(shí)為協(xié)同抑制作用。
　　 (2)PAHs、SO2單一及復(fù)合污染條件下，黑麥草脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)的含量均呈上升趨勢(shì)，且隨著濃度的升高，脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物在顯著增加，而且復(fù)合污染條件下細(xì)胞膜損傷程度要明顯強(qiáng)于單一污染。PAHs、SO2單一

4、及復(fù)合污染均引起了植物組織細(xì)胞抗氧化系統(tǒng)的應(yīng)激變化，GPX是對(duì)高濃度SO2(500-1000mg·kg-1)污染較敏感的指標(biāo)，高濃度條件下表現(xiàn)為酶活性被顯著抑制;CAT是對(duì)高濃度PAHs(100mg·kg-1)脅迫較敏感的指標(biāo)，高濃度條件下也表現(xiàn)為酶活性被顯著抑制;POD在PAHs、SO2單一及復(fù)合污染條件下均表現(xiàn)為被顯著誘導(dǎo);CAT在低濃度復(fù)合污染條件下表現(xiàn)為被顯著誘導(dǎo)。
　　 (3)土壤蔗糖酶與土壤脫氫酶對(duì)PAHs、SO2單

5、一及復(fù)合污染變化規(guī)律具有相似性，中、低濃度表現(xiàn)為促進(jìn)，高濃度表現(xiàn)為抑制。脫氫酶和蔗糖酶活性與PAHs濃度均出現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.893，r=-0.908，P＜0.05);PAHs與SO2單一及復(fù)合污染條件下，黑麥草處理組的脲酶活性總體呈現(xiàn)一定程度激活作用，黑麥草土壤脲酶活性與SO2濃度之間成顯著正相關(guān)(r=0.952，P＜0.05)，表明土壤中SO2顯著影響土壤脲酶活性。
　　 (4)高濃度PAHs或SO2單一污染脅迫均會(huì)對(duì)

6、黑麥草土壤中的微生物產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致部分菌群消失，使微生物群落多樣性及微生物量減少，而低濃度PAHs或低、中濃度SO2則產(chǎn)生促進(jìn)作用，一定程度上提高了微生物群落的多樣性;PAHs與SO2復(fù)合污染脅迫多樣性指數(shù)變化幅度均大于各自單一污染脅迫，在低濃度的組合S1P1，S2P2生物多樣性指數(shù)比對(duì)照增加，而在中、高濃度S3P3，S4P4組合時(shí)明顯的抑制了土壤細(xì)菌種類，即PAHs與SO2復(fù)合污染脅迫高濃度組合表現(xiàn)為協(xié)同抑制作用。黑麥草土壤微生物