石油污染湿地中长链烷烃的微生物降解研究进展

综合阐述了石油污染湿地长链烷烃的微生物降解研究的国内外进展。对长链烷烃的微生物降解机制、影响微生物降解长链烷烃的湿地环境要素、生物表面活性剂和群落结构及近十几年微生物降解长链烷烃的研究等进行了系统讨论。综述表明,从生理生化观察到分子生物学的引入,微生物降解长链烷烃有了突破性的进展;从分子角度来看,好氧微生物和厌氧微生物对长链烷烃不同的降解机制,决定于各自起关键作用的酶;随着长链烷烃降解酶基因序列的确定,基因工程菌成为长链烷烃降解微生物的研究热点;构建出环境适应性强且长链烷烃降解效率高的基因工程菌或者群落,可以有效地应用于石油污染湿地。针对不同石油污染湿地类型,提出相应的修复方案。在采用微生物修复法进行石油污染湿地修复时,应充分考虑湿地生态系统的环境特点和石油污染实际情况。目前,完善长链烷烃降解酶基因库仍是微生物降解长链烷烃的重要研究内容。     

基于杂草植物的石油烃污染土壤生态修复

在过去的几十年内,人们在致力于采用合适的原位修复技术以加速对现有人为污染的石油烃的降解与净化方面做了大量工作。至今,原位植物修复,即采用高等植物去除、稳定、降解和／或代谢有毒有害污染物的方法,已经成为对石油烃污染环境治理修复的具有前途的新兴技术。杂草植物由于具有大量的纤维根系和极为强壮的特征,因其有助于穿透污染土壤而建立一个强大的根际圈,进而在植物修复方面一般表现为巨大的潜力。本综述首先对石油烃污染土壤实施植物修复所涉及的一些重要机制,包括植物积累、植物稳定、植物降解、植物挥发和根际降解作用,进行了概述和探讨。近年来,在进一步促进石油烃污染土壤的植物修复效率方面,改进并研制了相当数量的实验方法。此外,来自实验研究结果的成功给予研究人员以极大的鼓励,尤其促使人们在田间尺度上实施石油烃污染土壤的植物修复方面做了一些有益的尝试。然而,所有这些工作均存在着诸多局限和困难,有待我们去克服,从而使我们的研究从实验室的尺度发展到田间的应用上。     

极地环境污染物的微生物降解及其生物修复研究进展

随着人类社会的发展及其对未知世界探索能力的提高,环境污染目前已演变成为全球性问题,即使是远离人类居住地的南北极地区也不能幸免。任何污染在极地这样一个生态系统组成单调、环境承载能力脆弱的地方都可能带来严重后果,因此极地环境的污染治理尤为迫切。生物修复技术作为环境治理的重要方法与手段,受到了普遍关注。本文简要介绍了极地环境的污染现状以及近年来应用微生物开展极地环境污染物降解与生物修复的主要进展,并就研究中的一些潜在问题展开讨论。极地环境的污染治理与生物修复,将是21世纪环境微生物学研究人员的一项重要使命。     

黄河三角洲湿地土壤中功能微生物群落的结构特征和影响因素研究进展北大核心CSCD

黄河三角洲湿地拥有丰富的微生物资源,明确该湿地的功能微生物群落结构特征及其驱动因素,对黄河三角洲湿地环境保护与土壤微生物资源的合理开发与利用具有重要意义。概述了参与黄河三角洲湿地土壤地球化学循环的功能微生物群落的组成,总结了土壤含盐量、土壤深度、植物类型、水淹状况和湿地类型等因素对微生物群落结构的影响。综述结果表明,黄河三角洲湿地土壤中亚硝基菌属(Nitrososphaeria)和根瘤菌属(Rhizobium)微生物介导的氮循环、真菌、固碳细菌、甲烷氧化细菌和产甲烷菌介导的碳循环、解磷菌和丛枝菌根真菌介导的磷循环、delta-变形菌纲下的硫酸盐还原菌介导的硫循环,在区域地球化学循环和污染物降解中起到重要作用;子囊菌门、变形杆菌门、厚壁菌门和放线菌门微生物是功能微生物群落的优势耐盐微生物;通过分析黄河三角洲湿地土壤中与污染物降解相关的功能微生物,对利用土著植物和耐盐微生物构建被污染土壤的原位生物修复系统进行了展望,以期从微生物角度为黄河三角洲湿地的保护和生态修复提供参考依据。     

我国生物修复技术的现状与展望

环境问题是当前人类生存与发展过程中所面临的重大问题。生物修复技术是解决环境污染,恢复被人类活动破坏的生态系统,实现人类社会可持续发展的重要手段之一。近年来,我国生物修复技术研究与应用蓬勃发展,取得了显著成绩。其内容主要包括微生物修复技术、重金属污染的植物修复技术、矿山废弃地生态恢复技术、固体废弃物资源化技术、垃圾填埋场生态修复技术及湖沼生态恢复技术等。在高效特异微生物与重金属超富集植物筛选及其机理研究上取得了一系列的突破,已筛选出近50种针对农药、石油、多环芳烃等有机污染物的高效特异菌种和As、Cd、Mn、Zn等12种重金属的超富集植物。今后应注意吸收其他学科的理论知识,拓宽研究领域,注重生物修复的机理研究及相关分子生物学技术的开发与应用;开展全国范围的环境污染调查与风险评估工作;建立污染环境修复的法规与标准;从而促进生物修复技术的持续发展,为国民经济发展及环境与健康保护服务。     

大气污染植物修复的机理和影响因素研究

利用植物修复技术来治理大气污染是近年来国际上正在加强研究和迅速发展的前沿性新课题。通过分析国内外利用植物修复大气污染的研究现状和趋势,认为可以有意识地选择单一或者组合的野生植物和人工植物对大气污染进行修复。详细介绍了植物修复大气污染物的过程和主要机理,利用植物对大气污染物的吸附吸收、降解、转化、同化等功能,净化大气。气候条件、植物和污染物自身性质是影响植物修复的主要因素,并注意到大气污染植物修复存在的问题。     

湿地植物内生细菌多样性研究进展

湿地植物内生细菌作为一种新型微生物资源,在维持湿地生态系统平衡中发挥重要作用。内生细菌系统分布于湿地植物的不同组织部位,具有丰富的物种多样性及污染物降解、非豆科固氮、促进植物生长和生物防治等功能。在湿地生态系统中,内生细菌在宿主植物体内受植物组织保护而免于外界恶劣环境干扰,更易发挥生物功能。综述了湿地植物内生细菌的概念、物种、分布和功能多样性,探讨了内生细菌在研究中存在的问题,并对其应用前景进行了展望。     

一株筛选自莫莫格湿地石油污染土壤中的十六烷烃降解细菌的分离鉴定及降解特性研究

原位筛选石油烃降解菌可以用于修复被石油污染的湿地土壤。从莫莫格湿地被石油污染的土壤中分离筛选烷烃降解菌,研究其降解特性,为湿地石油污染治理提供修复材料。以十六烷(C16)为唯一碳源,对采集自莫莫格湿地东部、嫩江西岸的哈尔挠区(45°50′N~46°18′N,123°55′E~124°4′E)的表层石油污染土壤中的烷烃降解菌进行富集,并筛选分离出一株对C16具有高效降解能力的细菌。通过形态学和16S r RNA基因序列分析,明确其系统发育进化地位;同时,利用气相色谱—质谱仪(GC-MS),测定培养物中C16的含量,研究不同温度、时间、培养基初始p H、C16初始浓度对菌株降解C16的影响。研究结果表明,成功筛选、分离得到一株能够降解C16的细菌菌株JLC1,该菌株属于铜绿假单胞菌,命名为Pseudomonas aeruginosa JLC1;Pseudomonas aeruginosa JLC1降解C16的适宜温度为35℃,适宜p H为6.5。此外,随着C16初始浓度升高;菌株JLC1对C16的降解率逐渐降低。对温度、p H、C16浓度适应范围较广的C16降解菌——Pseudomonas aeruginosa JLC1菌在油田污染湿地的生物修复中具有潜在的应用前景。     

人工湿地中微生物数量与污染物去除的关系

为了探讨处理微污染河水的人工湿地中微生物数量及其对污染物净化效果的影响,在野外构建芦竹(Arundo donax)、菖蒲(Acorus calamus)水平潜流人工湿地,并设置空白湿地为参照.研究结果表明,栽种植物对人工湿地中氨氮(NH4+—N)和总氮(TN)的去除具有一定作用,但对总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)去除影响较小.实验人工湿地中,下层基质中的微生物数量低于上层基质.芦竹湿地中,上层基质和下层基质微生物数量的典型变量具有线性关系(R2＞0.9).人工湿地中微生物数量与水温具有显著正相关关系,栽种植物能够增加人工湿地的微生物数量.人工湿地微生物数量与NH4+—N、TP和CODMn的去除率不相关,但与TN去除率显著正相关.栽种植物能够改善人工湿地微生物数量与TN去除率之间的关系,但植物种类对微生物脱氮作用影响不明显.     

人工湿地去除非持久性农药研究进展

非持久性农药是一类能够在环境中快速降解的农药,但是其被大量使用,将导致其在土壤环境中聚积,经由雨水冲刷或者以灌溉尾水的形式进入地表径流,破坏水生生态系统结构和功能,威胁饮用水安全和公众健康,造成严重的经济损失和社会问题。综述了人工湿地去除非持久性农药的机制,总结了影响去除非持久性农药效率的因素,认为人工湿地是接纳污染水体、截留其中污染物质、促使污染物质转化和去除污染物质的最佳方法。人工湿地主要通过化学水解、物理沉降、基质吸附、植物吸附吸收和微生物降解等机制去除非持久性农药。农药的理化性质、基质性质、植物作用和人工湿地不同运行参数等都会影响非持久性农药的去除效率。以往相关研究未深入阐释人工湿地去除农药的机制;忽视了垂直流人工湿地的应用研究;加强和完善以上方面的研究,对利用人工湿地去除非持久性农药污染具有重要意义。     

黄河三角洲石油污染对湿地芦苇和碱蓬幼苗生长影响的模拟研究

黄河三角洲湿地是中国最具代表性的滨海湿地之一,也是中国第二大油田——胜利油田的产油区,石油污染已成为本区湿地生态系统退化的重要因子。在温室条件下模拟研究了该区滨海湿地土壤中2种不同浓度(0.5%、2.0%)石油污染对黄河三角洲地区典型物种芦苇(Phragmites australis)和盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗生长的影响。结果表明,随着石油浓度的增高,芦苇和盐地碱蓬株高的受抑制程度不断增强,随着时间的推移,石油污染对芦苇分蘖的抑制作用减弱,而对盐地碱蓬幼苗的分枝数抑制作用加大。随石油浓度的增加,盐地碱蓬幼苗叶片中可溶性蛋白质含量先升高后降低,丙二醛含量和过氧化物酶活力先降低后升高,过氧化氢酶活力显著降低;芦苇幼苗则对石油污染表现出相对较强的耐受性。不同石油污染条件下芦苇幼苗叶片叶绿素含量表现出先下降后升高的变化趋势。从整体上来看,石油烃类污染对盐地碱蓬幼苗的抑制作用要高于芦苇幼苗,也说明在处理石油烃类污染物中芦苇比碱蓬更具有优势。     

Land use effects on soil organic carbon, nitrogen and salinity in saline-alkaline wetland

Land-use and soil management affects soil organic carbon （SOC） pools, nitrogen, salinity and the depth distribution. The objective of this study was to estimate land-use effects on the distribution of SOC, labile fractions C, nitrogen （N） and salinity in saline-alkaline wetlands in the middle reaches of the Heihe River Basin. Three land-use types were selected： intact saline-alkaline meadow wetland, artificial shrubbery （planting Tamarix） and farmland （cultivated for 18 years） of soils previously under meadow wetland. SOC, easily oxidized carbon, microbial biomass carbon, total N, NO3--N and salinity concentrations were measured. The results show that SOC and labile fraction carbon contents decreased significantly with increasing soil depth in the three land-use wetlands. The labile fraction carbon contents in the topsoil （0-20cm） in cultivated soils were significantly higher than that in intact meadow wetland and artificial shrubbery soil. The aboveground biomass and soil permeability were the primary influencing factors on the contents of SOC and the labile carbon in the intact meadow wetland and artificial shrubbery soil, however, the farming practice was a factor in cultivated soil. Agricultural measures can effectively reduce the salinity contents; however, it caused a significant increase of NO 3--N concentrations which posed a threat to groundwater quality in the study area.     

兼顾景观功能的人工湿地植物配置模式探讨

湿地植物是人工湿地的重要组成部分,在水质净化过程中起着非常重要的作用,同时也是形成湿地景观的重要要素,目前人工湿地植物的配置还存在着功能结构单一、种间搭配不合理、季相效果差、岸带植物配置效果不佳等问题,影响植物的生态功能及景观效果。通过对湿地植物群落结构特征的研究,借鉴园林中植物造景,提出将植物净化功能与景观特性相结合的设计构想,并提出空间尺度与时间尺度相结合的植物配置模式及将人工湿地的水体与岸带植物配置相结合的人工湿地植物景观设计方式,这将有利于充分发挥人工湿地的多功能效益。     

临沂城市湿地公园植物区域功能性选择与配置初探

阐述了临沂湿地公园植物的功能性选择及配置的原则和具体方法。介绍了临沂湿地基本情况和湿地公园规划,对临沂的适生湿地植物品种加以分析,并对湿地公园不同功能区的植物选择与合理配置进行了一些粗浅的研究。     

安庆沿江退耕还湖18年的湿地土壤生物化学性质研究

以安庆沿江农田不同退耕还湖方式——低坝高网式水产养殖和湿地自然恢复区的湿地土壤为研究对象,并以邻近的水田和旱地土壤作为参照,研究退耕还湖后湿地土壤生物化学性质变化.结果表明,退耕还湖18a(1991～2009年)后,在湿地自然恢复区,湿地土壤(深度为0～30 cm)微生物量碳含量、土壤磷酸酶活性和过氧化氢酶活性增大,土壤脲酶活性和蔗糖酶活性减小;由水田退耕18a的湿地亚表层土壤(深度为15～30 cm)脲酶活性和表层土壤(深度为0～15 cm)过氧化氢酶活性与由旱地退耕18a的湿地无明显差异,由水田退耕18a的湿地表层土壤脲酶活性和亚表层土壤过氧化氢酶活性、表层和亚表层土壤微生物量碳含量、蔗糖酶活性和磷酸酶活性都明显高于由旱地退耕18a的湿地.退耕还湖18a后,进行低坝高网式水产养殖的湿地土壤微生物量碳含量、土壤脲酶活性、蔗糖酶活性和磷酸酶活性减小,而过氧化氢酶活性增大;由水田退耕18a的湿地表层和亚表层土壤微生物量碳含量与由旱地退耕18a的湿地无明显差异,由水田退耕18a的湿地表层和亚表层土壤脲酶活性、表层土壤蔗糖酶活性和亚表层土壤磷酸酶活性明显高于由旱地退耕18a的湿地,而其亚表层土壤蔗糖酶、表层土壤磷酸酶、表层和亚表层土壤过氧化氢酶活性均显著低于由旱地退耕18a的湿地.天然湿地土壤微生物量碳含量、土壤脲酶活性、蔗糖酶活性和磷酸酶活性明显低于已退耕还湖的湿地和参照农田土壤.退耕还湖后,湿地的不同利用方式及其历史利用方式影响湿地土壤生物化学性质;湿地土壤有机质等养分含量和水文条件变化是导致湿地土壤生物化学性质变化的主要原因.     

植物修复技术在土壤重金属污染中应用的研究进展

当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤重金属污染的生态技术,其机理主要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目的。与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。简要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。重点涉及了其中的植物提取和植物稳定两种修复类型,当它们与其他诸如稳定同位素标记技术、基因工程技术等相结合时,可以提高植物的修复效果。而超积累植物由于其独有的生理特性非常适用于大规模应用。最后探讨了植物修复技术在土壤污染治理中的一些不足、发展趋势和研究重点。     

矿区重金属污染土壤修复方法的研究进展

矿产资源开发中重金属污染问题突出,修复方法的选择至关重要。本文研究和分析了矿区重金属修复的物理修复法、化学修复法和生物修复法,指出了各方法特点。通过分析,提出联合修复、植物修复和新型化学改良剂修复是重金属污染土壤修复的重要方向。     

湿地高等植物初级生产力对全球变化响应的研究进展

在全球环境变化的背景下,影响湿地高等植物初级生产力的生态因子也在发生着不同程度的变化,大气中CO2浓度升高、气温升高和降水格局变化等已经严重地影响了高等植物的生理生态过程,改变了湿地高等植物的初级生产力。CO2在大气中不断增加,并通过植物光合作用及其他生理代谢作用,在一定程度上影响了湿地高等植物的生长状况和物质积累;气候变暖改变了一些地区的降水格局,从而影响了这些地区湿地的水文情势,使湿地水位波动的频率和幅度不断增加,直接影响了湿地高等植物的初级生产力;温度升高严重影响了湿地土壤中氮的矿化速率以及矿质氮的转化过程,直接影响土壤的供氮能力,进而影响湿地高等植物的初级生产力。回顾了湿地高等植物初级生产力对全球变化响应的研究进程,指出近期湿地高等植物初级生产力对全球变化响应研究的重点方向和领域。     

山东湿地植被类型和演替规律的研究

山东湿地共分布有湿地高等维管植物70科277种、苔藓植物12科24种,在植物种类组成上以莎草科和禾本科植物等最为丰富。植被类型有灌丛、灌草丛、草甸、盐生、沙生、沼生和水生植被等7种。湿地植被的分布既受地理位置、气候、海拔等影响,又受制于水分、土壤和土壤含盐量等因素。湿地演替是植物群落的演替过程,即随着湿地的发育,特别是土壤水分和营养的变化,导致植物种类和群落发生改变的过程。湿地植物群落演替是气候、水文以及地貌、土壤等自然要素综合作用的结果,客观反映了湿地的形成、发育与演替过程。