博落回和竹柳间作修复铀污染土壤的研究
发布时间：2020-12-26 04:21
采用铀富集植物向日葵、博落回和竹柳进行单作与间作,开展铀污染土壤修复实验,研究了各植物富集铀的性能、根际土壤中微生物群落、有机酸含量以及铀的化学形态变化。结果表明,与单作相比,博落回和竹柳间作时,它们对铀的富集量分别提高了183.50%和24.93%,转运系数分别提高了120.31%和104.3%,修复效率最高。博落回和竹柳间作时,根际土壤中耐受菌Acidobacteria、促生菌Bradyrhizobium以及分泌有机酸真菌Aspergillus的比例显著升高,草酸和丙二酸的含量明显增加。Acidobacteria和Bradyrhizobium等细菌提高了植物对铀的耐受性能和富集性能,Aspergillus分泌的有机酸与铀形成螯合物,增加了土壤中可交换态铀的比例。这些可能是博落回和竹柳间作时修复效率显著高于两者单作时的主要机理。
【文章来源】：原子能科学技术. 2018年10期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２细菌属水平的群落构成（物种丰度＞１％）Ｆｉｇ．２Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂａｃｔｅｒｉａａｔｇｅｎｕｓｌｅｖｅｌ（ａｂｕｎｄａｎｃｅ＞１％）
图２细菌属水平的群落构成（物种丰度＞１％）Ｆｉｇ．２Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂａｃｔｅｒｉａａｔｇｅｎｕｓｌｅｖｅｌ（ａｂｕｎｄａｎｃｅ＞１％）图３真菌属水平的群落构成（物种丰度＞１％）Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｆｕｎｇｉａｔｇｅｎｕｓｌｅｖｅｌ（ａｂｕｎｄａｎｃｅ＞１％）附的游离铀酰离子少，而植物富集了更多的游离铀酰离子。Ａｃｉｄｏｂａｃｔｅｒｉａ存在于铀污染沉积物中，能耐受重金属污染、酸性等其他极端环境［１７］。对植物具有促生能力的Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ、Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍ、Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ等细菌也有在博落回和竹柳间作根际土壤中出现，这些促生菌能产生如吲哚乙酸类植物激素，促进植物的生长［１８］。从图３可知，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ组根际土壤样品中主要真菌属是Ｆｕｓａｒｉｕｍ、Ｓｏｒｄａｒｉａｌｅｓ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ。Ｆ组与Ｄ组、Ｅ组相比，根际土壤中Ｓｏｒｄａｒｉａｌｅｓ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ、Ｈｅｌｏｔｉａｌｅｓ等真菌比例升高，Ｆｕｓａｒｉｕｍ等真菌比例降低。植物根际土壤真菌能分泌小分子有机酸等螯合铀的物质，通过与铀直接反应或改变根际土壤ｐＨ值、Ｅｈ值等方式改变根际土壤中铀的化学形态，如Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ真菌分泌的有机酸能与铀产生络合反应［１９］。２．３博落回和竹柳间作根际土壤中有机酸对植物富集铀的影响有机酸标准样品包括草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、丙二酸、
模式植物有机酸含量／（ｍｇ·Ｌ－１）草酸柠檬酸酒石酸苹果酸丙二酸丁二酸实验组单作博落回２２３．２００－０．０７４－１２４．４０００．６８１竹柳２５６．０１７－０．１０８－１５５．７４７０．５７０间作博落回＋竹柳３９７．４９１－０．１１３－１９７．７３１０．８４９空白组单作博落回３６．６５６７．５５２－５．３２５１３．３８４０．９２８竹柳３４．１２４－０．０２３－９１．５２９０．３９６间作博落回＋竹柳７３．２１７－０．０４８－１４９．８３００．０９１图４根际土壤中铀的化学形态Ｆｉｇ．４Ｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｏｆｕｒａｎｉｕｍｉｎｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌ２．４博落回和竹柳间作对根际土壤中铀化学形态的影响植物根际土壤铀化学形态如图４所示。土壤中铀的化学行为和生物可利用性取决于铀的化学形态，植物对铀的富集主要是植物根部对可交换态铀和部分碳酸盐结合态铀的吸收［８］。从图４可看出，博落回和竹柳间作根际土壤中铀的可交换态明显高于单作植物根际土壤，这也证明了博落回和竹柳间作可直接富集利用的铀高于单作。博落回和竹柳间作时根际土壤铀化学形态与博落回单作相比，残渣态几乎无变化，而有机结合态减少了１４．５４％，可交换态增加了３３．４７％；与竹柳单作相比，残渣态差别不明显，有机结合态减少了１１．５９％，可交换态增加了４７．６３％。可能的原因有两点：１）根际环境的变化［２５］；２）根系分泌物和分解产物为微生物繁殖提供了营养，使根域附近存在大量微生物［２６］。３结论１）构建的３种植物间作模式中，博落回
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同氮水平下间作对玉米土壤硝化势和氨氧化微生物数量的影响[J]. 吕玉,周龙,龙光强,汤利. 环境科学. 2016(08)
[2]植物和动电修复铀污染土壤的研究现状[J]. 万芹方,邓大超,柏云,夏传琴. 核化学与放射化学. 2012(03)
[3]多氯联苯污染土壤的豆科-禾本科植物田间修复效应[J]. 涂晨,滕应,骆永明,潘澄,孙向辉,李振高. 环境科学. 2010(12)
[4]某铀尾矿库土壤核素污染与优势植物累积特征[J]. 聂小琴,丁德馨,李广悦,高斌,吴彦琼,胡南,刘玉龙. 环境科学研究. 2010(06)
[5]根系分泌物对土壤重金属活化及其机理研究进展[J]. 徐卫红,黄河,王爱华,熊治廷,王正银. 生态环境. 2006(01)
本文编号：2939026
【文章来源】：原子能科学技术. 2018年10期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２细菌属水平的群落构成（物种丰度＞１％）Ｆｉｇ．２Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂａｃｔｅｒｉａａｔｇｅｎｕｓｌｅｖｅｌ（ａｂｕｎｄａｎｃｅ＞１％）
图２细菌属水平的群落构成（物种丰度＞１％）Ｆｉｇ．２Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂａｃｔｅｒｉａａｔｇｅｎｕｓｌｅｖｅｌ（ａｂｕｎｄａｎｃｅ＞１％）图３真菌属水平的群落构成（物种丰度＞１％）Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｆｕｎｇｉａｔｇｅｎｕｓｌｅｖｅｌ（ａｂｕｎｄａｎｃｅ＞１％）附的游离铀酰离子少，而植物富集了更多的游离铀酰离子。Ａｃｉｄｏｂａｃｔｅｒｉａ存在于铀污染沉积物中，能耐受重金属污染、酸性等其他极端环境［１７］。对植物具有促生能力的Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ、Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍ、Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ等细菌也有在博落回和竹柳间作根际土壤中出现，这些促生菌能产生如吲哚乙酸类植物激素，促进植物的生长［１８］。从图３可知，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ组根际土壤样品中主要真菌属是Ｆｕｓａｒｉｕｍ、Ｓｏｒｄａｒｉａｌｅｓ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ。Ｆ组与Ｄ组、Ｅ组相比，根际土壤中Ｓｏｒｄａｒｉａｌｅｓ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ、Ｈｅｌｏｔｉａｌｅｓ等真菌比例升高，Ｆｕｓａｒｉｕｍ等真菌比例降低。植物根际土壤真菌能分泌小分子有机酸等螯合铀的物质，通过与铀直接反应或改变根际土壤ｐＨ值、Ｅｈ值等方式改变根际土壤中铀的化学形态，如Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ真菌分泌的有机酸能与铀产生络合反应［１９］。２．３博落回和竹柳间作根际土壤中有机酸对植物富集铀的影响有机酸标准样品包括草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、丙二酸、
模式植物有机酸含量／（ｍｇ·Ｌ－１）草酸柠檬酸酒石酸苹果酸丙二酸丁二酸实验组单作博落回２２３．２００－０．０７４－１２４．４０００．６８１竹柳２５６．０１７－０．１０８－１５５．７４７０．５７０间作博落回＋竹柳３９７．４９１－０．１１３－１９７．７３１０．８４９空白组单作博落回３６．６５６７．５５２－５．３２５１３．３８４０．９２８竹柳３４．１２４－０．０２３－９１．５２９０．３９６间作博落回＋竹柳７３．２１７－０．０４８－１４９．８３００．０９１图４根际土壤中铀的化学形态Ｆｉｇ．４Ｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｏｆｕｒａｎｉｕｍｉｎｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌ２．４博落回和竹柳间作对根际土壤中铀化学形态的影响植物根际土壤铀化学形态如图４所示。土壤中铀的化学行为和生物可利用性取决于铀的化学形态，植物对铀的富集主要是植物根部对可交换态铀和部分碳酸盐结合态铀的吸收［８］。从图４可看出，博落回和竹柳间作根际土壤中铀的可交换态明显高于单作植物根际土壤，这也证明了博落回和竹柳间作可直接富集利用的铀高于单作。博落回和竹柳间作时根际土壤铀化学形态与博落回单作相比，残渣态几乎无变化，而有机结合态减少了１４．５４％，可交换态增加了３３．４７％；与竹柳单作相比，残渣态差别不明显，有机结合态减少了１１．５９％，可交换态增加了４７．６３％。可能的原因有两点：１）根际环境的变化［２５］；２）根系分泌物和分解产物为微生物繁殖提供了营养，使根域附近存在大量微生物［２６］。３结论１）构建的３种植物间作模式中，博落回
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同氮水平下间作对玉米土壤硝化势和氨氧化微生物数量的影响[J]. 吕玉,周龙,龙光强,汤利. 环境科学. 2016(08)
[2]植物和动电修复铀污染土壤的研究现状[J]. 万芹方,邓大超,柏云,夏传琴. 核化学与放射化学. 2012(03)
[3]多氯联苯污染土壤的豆科-禾本科植物田间修复效应[J]. 涂晨,滕应,骆永明,潘澄,孙向辉,李振高. 环境科学. 2010(12)
[4]某铀尾矿库土壤核素污染与优势植物累积特征[J]. 聂小琴,丁德馨,李广悦,高斌,吴彦琼,胡南,刘玉龙. 环境科学研究. 2010(06)
[5]根系分泌物对土壤重金属活化及其机理研究进展[J]. 徐卫红,黄河,王爱华,熊治廷,王正银. 生态环境. 2006(01)
本文编号：2939026
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