微生物聯(lián)合能源植物修復礦山周邊酸性污染土壤的潛力研究.pdf

1、金屬礦產(chǎn)開采過程所產(chǎn)生廢水、廢氣和固體廢棄物中的有害成分通過徑流、大氣交流等方式對礦區(qū)及周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞，其中由于酸性礦山廢水外排所帶來的大量礦山周邊酸性—重金屬污染土壤的生態(tài)修復也已成為困擾環(huán)境領域的重要難題。近年來，植物修復因其治理效果的永久性、治理過程的原位性、治理成本的低廉性、環(huán)境美學的兼容性等優(yōu)點而成為重金屬污染土壤生態(tài)修復中最具競爭力的技術之一，然而土表極端的環(huán)境條件將限制絕大多數(shù)植物的生長，因此利用各種措

2、施加速重金屬污染土壤植物修復的進程已成為環(huán)境領域新的熱點問題。 植物根際促生菌是指能夠通過分泌有益物質(zhì)從而直接或間接促進植物生長的一類細菌，研究表明其促生作用在惡劣的環(huán)境條件下表現(xiàn)尤為突出，因而被認為是輔助植物在逆境中定殖的關鍵性因素。就復墾植物而言，所選用的植物品種應該是不以食用為目的，并且能夠在酸性礦山污染土壤生長的金屬耐性植物?；诖?，本研究從不同礦山植物根際土壤中篩選出兩株具有較強重金屬抗性的根際促生菌，在對其促生特性、

3、生長特性及對土壤重金屬作用機制進行研究的基礎上，進一步將其與能源植物——麻瘋樹和油菜結合應用于原位污染土壤的修復中，旨在成功建立礦山周邊酸性污染土壤的微生物—植物聯(lián)合修復技術體系，為聯(lián)合修復技術在我國的推廣應用提供科學依據(jù)和實踐參考。主要研究結果如下： 1.采用富集篩選法，從不同礦山植物根際土壤中篩選出2株能以ACC為唯一氮源正常生長的植物根際細菌。經(jīng)生理生化特征及16SrDNA序列分析，確認均為伯克霍爾德氏菌屬(Burkhol

4、deria sp．YNM和Burkholderia sp．DBM)。 2.菌株Burkholderia sp．YNM和Burkholderia sp．DBM具有溶磷、固氮、分泌IAA、產(chǎn)生鐵載體和促進植物生長等多種促生特性，因此均為寶貴的生物資源；同時研究發(fā)現(xiàn)菌株對溫度、pH值、鹽濃度具有較廣的適應范圍，對多種重金屬離子具有較強的抗性，因此可被廣泛應用于多種環(huán)境條件下的污染修復工作中， 3.土壤淋溶試驗結果表明，菌株對土

5、壤重金屬具有較強的固化能力，而這一作用是通過促進重金屬向殘渣態(tài)進行遷移轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)的，原因可能一方面在于菌株分泌物具有鈍化重金屬離子的能力，另一方面是由于菌體本身對金屬離子的吸附作用降低了其生物可利用性。 4.溫室條件下，在兩種污染程度不同的土壤中，考察接種YNM、DBM或兩者混施對麻瘋樹生長及金屬吸收的影響，結果表明：盡管處理之間植物體內(nèi)重金屬含量并未發(fā)生顯著變化，但接菌處理能有效地促進植物生長，降低重金屬毒害作用，因此研究認為

6、供試菌株對麻瘋樹的主要作用仍然表現(xiàn)為促生功能，且研究發(fā)現(xiàn)接種菌株可以有效緩解過氧化作用對植物組織的傷害，增強植物的抗逆性和適應性，這可能是菌株緩解重金屬毒害作用的重要機制之一。 5.大田條件下，考察單施菌劑、改良劑或兩者混施對苗期和收獲期油菜生長及金屬吸收的影響，結果表明：無論單施菌肥還是改良劑，均能有效增加植物生物量，且混施處理的效果優(yōu)于單獨施用，說明二者之間存在積極的交互作用；施加改良劑降低了植物各部分重金屬含量，而施加菌劑