【摘要】：目的:本文主要探究了黑龍江省扎龍地區(qū)泥土的特質(zhì),探討了該地區(qū)土質(zhì)的理化特性和重金屬離子含量之間的聯(lián)系。從土壤中挑選出抗鉛鎘的菌株,研究其生物學(xué)特性和部分生理生化指標(biāo)。將高羊茅和本實(shí)驗(yàn)的抗性菌株作為重金屬污染的修復(fù)工具,探究菌株和經(jīng)過微生物強(qiáng)化的菌株對(duì)重金屬離子的修復(fù)效果以及反應(yīng)機(jī)理。方法:在黑龍江省扎龍濕地內(nèi)選取10份重金屬離子污染比較嚴(yán)重區(qū)域的土壤樣本。檢測(cè)Co、Cr、Zn、Fe、Mn、Cu、Cd和Pb等不同重金屬離子的含量,利用相關(guān)分析計(jì)算重金屬離子的含量與理化性質(zhì)和電導(dǎo)率的關(guān)系。利用主成分和通徑分析法剖析以上8種離子,計(jì)算并解析它們的主成分與泥土的理化特性及電導(dǎo)率變化的相互影響,并研究其對(duì)土壤的直接和間接影響力。利用16SrDNA鑒定抗鉛鎘菌株的種屬,并且研究Pb2+、Cd2+、Pb2+/Cd2+、溫度、pH值、鹽及抗生素對(duì)菌株生長的影響。在Pb單獨(dú)影響的泥土里添加Pb(NO3)2,Cd單獨(dú)影響的泥土里中添加CdSO4,Pb和Cd聯(lián)合影響的泥土里添加Pb(NO3)2及CdSO4,老化6個(gè)月,另一部分土壤中不添加重金屬離子,用作對(duì)照,高羊茅種植三個(gè)月后測(cè)定其生物量和對(duì)重金屬的富集量。結(jié)果:根據(jù)相關(guān)性分析知重金屬離子對(duì)土壤的化學(xué)性質(zhì)及電導(dǎo)率的影響非常復(fù)雜。其中Fe、Co、Cd與K+之間存在極顯著的負(fù)相關(guān)性;Fe、Co與Na+存在明顯的負(fù)相關(guān);Pb與pH、Fe與EC、Co與EC、Cu與Ca2+、Co與Ca2+、Cr與Ca2+之間具有比較明顯的正相關(guān)性。根據(jù)主成分分析可知第一主成分體現(xiàn)了Cu、Fe、Mn、Cr、Co和Zn的作用,它們含量的升高會(huì)導(dǎo)致EC和Ca2+指標(biāo)的上升,使Na+、K+指數(shù)下降,而對(duì)pH幾乎無影響;第二主成分主要體現(xiàn)了Pb和Cd的作用,它們主要影響土壤中pH的變化。根據(jù)通徑分析可知,Pb和Cd對(duì)pH的影響是相對(duì)比較明顯的,而其他金屬離子由于直接作用和間接作用的相互抵消,使其對(duì)pH的影響不明顯;Fe與Cr對(duì)EC的影響最為顯著,大多數(shù)重金屬離子的存在都會(huì)減少土壤中K+和Na+的含量,而對(duì)Mg2+的最終影響不明顯。篩選出的抗性菌株具有較強(qiáng)的抗鉛鎘能力,是腸桿菌屬,可在Pb2+、Cd2+濃度為300、200 mg?L-1的低磷含氮培養(yǎng)基中生長。該菌株對(duì)Pb2+的去除率和吸附率可以分別達(dá)到70.34%和44.39%,對(duì)Cd2+的去除率和吸附率可以分別達(dá)到40.54%和25.14%。該菌株生長的最適溫度為25℃,最適pH值在7.0左右。此菌株對(duì)抗生素亞胺培南異常敏感。隨著鹽、Pb2+、Cd2+和Pb2+/Cd2+濃度的升高,該菌株的生長受到抑制。通過高羊茅富集重金屬后的有機(jī)物質(zhì)總量變化情況可以看出,伴隨鉛鎘在土壤中積聚,高羊茅地上和地下有機(jī)物質(zhì)干重總量都相應(yīng)降低。當(dāng)土壤中Pb和Cd濃度分別低于150和125mg/kg時(shí),隨著土壤Pb、Cd濃度的增加,高羊茅富集的重金屬離子隨之增加,但Pb和Cd濃度分別高于150和125 mg/kg時(shí),高羊茅在空氣中和土壤里富集的重金屬離子量基本不變,增長趨向緩慢。結(jié)論:扎龍地區(qū)泥土中的重金屬離子質(zhì)量會(huì)直接影響泥土的理化特性,意味著其變化量會(huì)導(dǎo)致該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改變,甚至存在進(jìn)一步惡化風(fēng)險(xiǎn)。培育出耐高濃度和可以高效去除Pb-Cd的抗性菌株是異常需要的。通過盆栽實(shí)驗(yàn)看出,JB13高羊茅強(qiáng)化菌株對(duì)重金屬離子的富集效果優(yōu)勝于普通高羊茅植株;另外,Cd對(duì)高羊茅生長的抑制作用大于Pb的抑制作用,而Pb、Cd雙重污染對(duì)高羊茅生長的抑制作用更大;從高羊茅本身富集效果來看,土壤中富集的重金屬離子要多于空氣中的;除此之外,高羊茅對(duì)單一重金屬離子污染的土壤的修復(fù)能力強(qiáng)于復(fù)合重金屬離子污染的土壤的修復(fù)能力,重金屬離子的毒性大小依次是Pb-CdPbCd。
[Abstract]:In this paper , the characteristics of soil in Zhalong area of Heilongjiang Province were studied , and the relationship between the physical and chemical properties and the content of heavy metal ions was discussed . The results showed that the effect of Pb and Cd on pH was not obvious when the concentrations of Pb and Cd were higher than 150 and 125 mg / kg .
【學(xué)位授予單位】：齊齊哈爾大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X53

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本文編號(hào)：2129707