互花米草对多环芳烃菲和芘污染土壤的生态修复研究

摘要

近年来，由于人类活动对生态环境的干扰越来越严重，多环芳烃污染土壤问题日渐突出，在国内外已经引起人们的广泛关注。植物修复因其经济、有效、不产生二次污染等优点成为修复多环芳烃污染土壤最有效、最具潜力的方法。
　　本文以菲和芘为目标污染物，以互花米草为植物材料，研究了不同浓度菲和芘污染对互花米草生长和生理特征的影响以及植物修复过程中土壤酶活性和土壤微生物群落结构的变化，并探究互花米草对多环芳烃污染土壤的修复效果。结果表明：⑴互花米草对较低浓度的菲和芘具有很好的耐受力和抵抗力，但在高浓度胁迫下受到一定的毒害。菲和芘处理90天后，低浓度菲（10~100 mg·kg-1）和芘（10~100 mg·kg-1）处理能够增加互花米草地上部的生物量，但对根部生物量影响不显著，而高浓度菲（400~800 mg·kg-1）和芘（400~800 mg·kg-1）处理显著抑制地上部和地下部的生物量；低浓度处理下互花米草株高变化不明显，而高浓度处理显著抑制互花米草的株高；电解质外渗率和丙二醛含量在低浓度处理下均变化不明显，但高浓度处理下显著增高；根和叶的脯氨酸含量在高浓度胁迫处理下显著增长；随着处理浓度的增大，叶中可溶性糖含量逐渐降低，而根中可溶性糖的含量呈现先升高后降低的趋势，但均高于对照组，说明互花米草通过积累渗透调节物质来缓解菲和芘胁迫造成的伤害。⑵随着菲和芘处理初始浓度的增加，土壤中菲和芘的残留量逐渐增加，根际和非根际土壤中菲和芘的降解率均先升高后降低；根际和非根际土壤中脱氢酶和过氧化氢酶活显著升高；多酚氧化酶活性、细菌、总微生物生物量均先增加后减少；根际土壤革兰氏阳性菌生物量与革兰氏阴性菌生物量的比值（GP/GN）变化不明显，但非根际土壤GP/GN逐渐增大；根际土壤中好氧菌与厌氧菌生物的比值（AER/ANA）先增加后减少，而非根际土壤中AER/ANA逐渐降低，并在200mg·kg-1菲和芘处理中显著低于对照组。菲和芘降解率、多酚氧化酶活性和微生物生物量均表现为：非根际土壤>根际土壤，说明养分缺乏条件下植物根系与土壤微生物发生竞争，抑制微生物的生长和活性，并进一步抑制菲和芘的降解。

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第一章 引言

第一节 研究背景

1.1.1 多环芳烃概述

1.1.2 土壤中多环芳烃的来源及危害

1.1.3 多环芳烃污染土壤的修复技术

第二节 立题依据及研究思路

1.2.1 立题依据

1.2.2 研究内容

1.2.3 技术路线

第二章 多环芳烃菲和芘对互花米草生长和生理特征的影响

第一节 材料和方法

2.1.1 种子采集和幼苗预培养

2.1.2 多环芳烃处理

2.1.3 生长和生理指标测定

2.1.4 统计分析

第二节 结果与分析

2.2.1 菲和芘处理对互花米草生物量的影响

2.2.2 菲和芘处理对互花米草株高和分蘖的影响

2.2.3菲和芘处理对互花米草叶片电解质外渗率和丙二醛含量的影响

2.2.4菲和芘处理对互花米草可溶性糖和游离脯氨酸含量的影响

第三节 讨论

第四节 小结

第三章 互花米草根系对土壤酶活性和微生物群落结构的影响

第一节 材料和方法

3.1.1 试验材料

3.1.2 多环芳烃处理

3.1.3 土壤样品的采集

3.1.4 指标测定

3.1.5 统计分析

第二节 结果与分析

3.2.1 土壤中多环芳烃残留量和降解率

3.2.2 对土壤多酚氧化酶活性的影响

3.2.3 对土壤脱氢酶和土壤过氧化氢酶活性的影响

3.2.4对土壤微生物群落结构的影响

第三节 讨论

第四节 小结

第四章 主要结论和展望

第一节 主要结论

第二节 展望

参考文献

致谢

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