十溴联苯醚和铅复合胁迫重复暴毒土壤中微生物的毒性响应

发布时间：2017-06-19 08:01

  本文关键词：十溴联苯醚和铅复合胁迫重复暴毒土壤中微生物的毒性响应，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：十溴联苯醚(BDE209)和铅(Pb)是电子垃圾拆解场地周边土壤中两种典型的污染物。目前,针对这两种物质生态毒理效应的评价多采用一次暴毒方式进行室内模拟研究。然而,实际环境中污染物通常是以逐步累积的方式进入土壤,因此需要针对重复暴毒模式的生物毒性开展研究。本论文以土壤微生物为研究对象,探究BDE209和Pb复合胁迫重复暴露条件下微生物的毒性响应及其对目标污染物的转化规律。研究结果将为电子垃圾拆解场地土壤BDE209和Pb生态风险评估和生物修复提供科学依据和技术支持。主要结论如下：(1)Pb单一及与BDE209的复合胁迫对脱氢酶和蔗糖酶均表现为促进作用,而对脲酶由先抑制再转为促进作用,污染物与酶活性间的剂量效应关系不明显。总体上看,重复暴毒对三种酶的毒性作用高于一次暴毒。两种污染物联合作用类型为脱氢酶和蔗糖酶中协同和拮抗作用共存,而脲酶以协同作用为主。(2)90 d培养过程中,两种暴毒方式处理下BDE209含量无明显变化,表明其在土壤中降解缓慢,而Pb主要以CAR-Pb 和FeMnOX-Pb两种形态存在,并在培养后期逐渐向RES-Pb转化。250mg kg-1 Pb重复暴毒土壤中,各形态百分比含量顺序为：FeMnOX-Pb CAR-PbRES-Pb OMB-Pb EXCH-Pb,500 mg kg-1 Pb处理组对应为：CAR-Pb FeMnOX-Pb RES-Pb OMB-Pb EXCH-Pb,与一次暴毒组相比具有差异性。BDE209共存会影响土壤中Pb形态的分布。结合强度系数(IR)和再分配系数(Uts)在培养后期(60 d)逐渐增大,重复和一次性暴毒相比,IR和Uts值呈现一定差异。皮尔逊相关性分析表明,IR值与三种土壤酶活性显著相关(p0.05)。(3)不同暴毒方式和BDE209添加均会对土壤微生物多样性和群落组成产生影响。BDE209-Pb复合胁迫重复暴毒土壤中微生物多样性参数(Shannon)相较于一次处理显著下降(p0.05)。100 mg kg-1 BDE209共存会导致重复暴毒土壤中微生物多样性和丰度显著降低(p0.05)。门水平上优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),属水平上主要优势类群为γ-变形菌纲(Proteobacteria)下的溶杆菌属(Lysobacter)和热单胞菌属(Thermomonas)。
【关键词】：十溴联苯醚 铅 重复暴毒 土壤微生物 生物效应
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X171.5;X53
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 文献综述11-20
• 1.1 研究背景11
• 1.2 PBDEs简介11-12
• 1.3 我国PBDEs的污染现状12-13
• 1.3.1 水体和沉积物污染现状12
• 1.3.2 大气污染现状12-13
• 1.3.3 土壤污染现状13
• 1.4 PBDEs的生物富集与生物毒性13-14
• 1.4.1 PBDEs的生物富集13-14
• 1.4.2 PBDEs的生物毒性14
• 1.5 重金属的污染现状及形态分析14-16
• 1.5.1 重金属的污染现状14-15
• 1.5.2 重金属的形态分析15-16
• 1.6 土壤有机物—重金属复合污染16
• 1.7 有机物和重金属对土壤微生物的影响16-18
• 1.8 论文研究目的、意义和内容18-19
• 1.8.1 研究目的和意义18
• 1.8.2 主要研究内容18-19
• 1.9 技术路线19-20
• 第2章 BDE209-Pb复合胁迫重复暴毒土壤中酶活性的响应20-37
• 2.1 引言20
• 2.2 材料和方法20-27
• 2.2.1 供试土壤及其处理20
• 2.2.2 实验设计20-21
• 2.2.3 分析方法21-26
• 2.2.4 数据处理方法26-27
• 2.3 结果和分析27-34
• 2.3.1 BDE209重复暴毒土壤中酶活性的响应27-28
• 2.3.2 Pb重复暴毒土壤中酶活性的响应28-30
• 2.3.3 BDE209和Pb复合胁迫重复暴毒土壤中酶活性的响应30-34
• 2.4 讨论34-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第3章 复合胁迫重复暴毒土壤中微生物对BDE209-Pb的转化规律37-52
• 3.1 引言37
• 3.2 材料和方法37-42
• 3.2.1 供试土壤及其处理37
• 3.2.2 实验设计37
• 3.2.3 分析方法37-41
• 3.2.4 数据处理方法41-42
• 3.3 结果和分析42-50
• 3.3.1 土壤中BDE209和Pb的添加回收率42-43
• 3.3.2 土壤中BDE209的含量变化43
• 3.3.3 土壤中Pb形态的转化43-46
• 3.3.4 结合强度系数的变化46-47
• 3.3.5 分配系数的变化47-48
• 3.3.6 皮尔逊相关关系48-50
• 3.4 讨论50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 BDE209-Pb复合胁迫重复暴毒土壤中细菌群落结构的响应52-68
• 4.1 引言52
• 4.2 材料和方法52-55
• 4.2.1 实验设计52
• 4.2.2 高通量测序流程52-54
• 4.2.3 数据优化与统计54-55
• 4.2.4 生物信息分析55
• 4.2.5 数据统计55
• 4.3 结果和分析55-65
• 4.3.1 土壤DNA提取结果55-56
• 4.3.2 PCR扩增和纯化56-58
• 4.3.3 PCR产物定量和均一化58
• 4.3.4 测序数据统计分析58-59
• 4.3.5 OTU聚类分析59
• 4.3.6 土壤样品多样性分析59-60
• 4.3.7 Shannon-Wiener和稀释性曲线60-61
• 4.3.8 土壤细菌门水平上群落结构变化61-62
• 4.3.9 土壤细菌属水平上群落结构变化62-63
• 4.3.10 土壤细菌属水平上热图分析63
• 4.3.11 土壤样品OTU分布比较63-64
• 4.3.12 土壤样品PCA分析64-65
• 4.3.13 多样本相似度树状图分析65
• 4.4 讨论65-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第5章 结论与展望68-70
• 5.1 主要结论68
• 5.2 研究展望68-70
• 参考文献70-79
• 致谢79-80
• 硕士研究生期间科研成果与所获荣誉80-81
• 附录81-83

【参考文献】

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