蚓触圈特性对土壤五氯酚消减影响及机理研究

发布时间：2017-03-27 01:13

  本文关键词：蚓触圈特性对土壤五氯酚消减影响及机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为世界范围内曾广泛使用的杀虫剂及除草剂,五氯酚(PCP)由于其环境持久性、生物累积性及高毒性,带来了严重的土壤污染问题。它在土壤中的消减一直是研究者关注的热点。微生物降解是其在土壤环境中消减的主要途径。基于本课题组关于蚯蚓能够促进PCP微生物降解的前期研究,为进一步探究蚯蚓促进PCP消减机理,本研究以蚓触圈(肠道内容物G、蚓粪C、穴壁B)为切入点,通过微宇宙实验重点研究了PCP在蚓触圈各基质中的消减特征,蚓触圈的物理、化学及生物学特性,以及PCP消减特征与蚓触圈特性之间关系三个方面的内容,明确了蚓触圈PCP消减的主要机理和土壤控制因子。本文是蚯蚓协同微生物降解土壤有机氯污染物机理研究的部分内容,将为土壤有机污染物的防治和修复新技术提供理论依据。本文的主要结果与结论如下:(1)蚓触圈与非蚓触圈(轻饶土S和非扰土N)PCP可提取量变化特征显著不同。培养56天后,肠道内容物中PCP可提取量显著高于其他基质,蚓粪和穴壁中PCP可提取量最低,二者均显著低于非蚓触圈土壤。(2)蚓触圈与非蚓触圈土壤理化和生物学特性具有明显的差异。环境扫描电镜(ESEM)观察发现蚓粪微表面形貌具有小团聚体和多级空隙等良好的结构特征;比表面积(BET)、孔容孔径、Zeta电位等结果显示穴壁和蚓粪均具有良好的物理特性;蚓触圈较非蚓触圈具有较高的pH、阳离子交换量(CEC)和有机质含量。Biolog微平板结果显示蚓触圈基质具有较高的微生物生理活性,但细菌多样性和丰富度较非蚓触圈土壤低。PCP胁迫下蚓触圈具有选择性富集某种耐受或功能细菌的特点,穴壁、蚓粪富集的微生物主要是Burkholderia和Xanthomonadaceae unnamed,肠道内容物中富集的微生物主要是Citrobacter和Sporosarcina。(3)主成分分析(PCA)分析结果显示热水溶性有机碳、水溶性有机碳、细菌丰富度和Zeta电位是影响各基质中PCP可提取态的主要因子。穴壁和蚓粪良好的物理结构为PCP的降解提供了适宜的界面环境。在穴壁与蚓粪中随培养时间丰度增加的Burkholderia和Xanthomonadaceae unnamed可能是穴壁与蚓粪PCP可提取态最低的直接原因。
【关键词】：五氯酚(PCP) 蚓触圈 微生物 高通量测序 物理结构
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;X592
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 英文缩略词6-9
• 1 前言9-29
• 1.1 PCP特性9-10
• 1.2 PCP污染现状10-12
• 1.3 PCP土壤环境行为12-18
• 1.3.1 PCP在土壤中的吸附作用13-15
• 1.3.2 PCP在土壤中的微生物降解15-18
• 1.4 蚯蚓在土壤有机污染修复中的应用18-26
• 1.4.1 蚯蚓能够改变土壤的性质18-19
• 1.4.2 蚓触圈是土壤潜在的重要功能域19-23
• 1.4.3 蚯蚓促进污染物降解23-25
• 1.4.4 蚓触圈对土壤有机污染物降解作用25-26
• 1.5 课题组前期研究成果26-27
• 1.6 研究目的和意义27-28
• 1.7 研究技术路线28-29
• 2 材料和方法29-39
• 2.1 实验材料29-31
• 2.1.1 实验土壤29
• 2.1.2 实验蚯蚓29
• 2.1.3 主要试剂及仪器29-31
• 2.2 实验设计31-32
• 2.3 实验方法32-38
• 2.3.1 蚓触圈基质收集32-33
• 2.3.2 PCP可提取态测定33-34
• 2.3.3 蚓触圈特性表征方法34-36
• 2.3.4 PCP胁迫下蚓触圈微生物群落组成变化特征36-38
• 2.4 数据分析38-39
• 3 结果与分析39-63
• 3.1 PCP在蚓触圈和非蚓触圈的消减特征39-40
• 3.2 蚓触圈特性分析40-51
• 3.2.1 微表面形貌特征分析40-41
• 3.2.2 物理特性分析41-45
• 3.2.3 化学特征分析45-48
• 3.2.4 微生物特性分析48-51
• 3.3 PCP胁迫下细菌群落变化分析51-60
• 3.3.1 PCP胁迫下细菌群落组成变化分析52-53
• 3.3.2 PCP胁迫下细菌群落多样性变化分析53-55
• 3.3.3 PCP胁迫下细菌群落变化主成分分析55-58
• 3.3.4 PCP胁迫下对细菌群落变异贡献较大属的变化特征58-60
• 3.4 PCP消减与蚓触圈特性相关性分析60-63
• 4 讨论与结论63-69
• 4.1 讨论63-68
• 4.1.1 蚓触圈对PCP消减特征与非蚓触圈显著不同63
• 4.1.2 蚓触圈特性与非蚓触圈差异明显63-64
• 4.1.3 PCP消减特征与蚓触圈特性关系分析64-68
• 4.2 结论68-69
• 4.2.1 蚓触圈中PCP的消减特征显著不同于非蚓触圈68
• 4.2.2 蚓触圈具有独特且优越的物化及生物学特性68
• 4.2.3 蚓粪与穴壁有利的物理化学及生物学特性可能促进了PCP污染降解68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 邵元元;王志英;邹莉;吴韶平;;百菌清对落叶松人工防护林土壤微生物群落的影响[J];生态学报;2011年03期

2 ;Changes in Transformation of Soil Organic C and Functional Diversity of Soil Microbial Community Under Different Land Uses[J];Agricultural Sciences in China;2007年10期

3 黄福珍;论蚯蚓对土壤结构形成及性态的影响[J];土壤学报;1979年03期

  本文关键词：蚓触圈特性对土壤五氯酚消减影响及机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：269649