生物修復法應用于放射性污染水體治理具有良好的前景,但在實踐與推廣中真正的關鍵問題是怎樣提高植物在修復過程中的絕對富集量和效率。通過在自然環(huán)境中對具有提高植物吸附效率、增強植物修復能力的微生物的分離及挑選,構建高效率的植物-微生物共生修復體系,以此來強化放射性污染的實際修復能力是目前生物修復領域的重點之一。為研究在鈾(U)污染水體植物修復過程中微生物的作用,以水培試驗的形式,在U的單因素污染下,研究枯草芽孢桿菌、黑曲霉和膠質芽胞桿菌對鳳眼蓮的U富集特征、生物量及熒光生理特性的影響,及微生物混合處理對其生物量和U富集特征的影響,通過電場處理下的優(yōu)質組合對比,篩選優(yōu)勢修復模式并進行實地修復驗證。研究結果如下:U脅迫下,三種微生物對鳳眼蓮生物量、PSII系統(tǒng)活性、U富集能力都有一定促進作用。在25mg·L~(-1)U時,枯草芽孢桿菌與膠質芽孢桿菌分別使鳳眼蓮根系和莖葉干重增長34.7%和60.5%,使鳳眼蓮莖葉和根系U富集濃度分別提高14.1%和36.6%,膠質芽孢桿菌對鳳眼蓮的整株U富集量提升最大(51.8%),達3.706mg。但三種微生物皆會使鳳眼蓮的光合性能有所下降,同時,鳳眼蓮抗氧化酶系統(tǒng)活性受膠質芽胞桿菌和枯草芽胞桿菌促進,而受黑曲霉抑制,鳳眼蓮在枯草芽孢桿菌作用下TF最高,為1.192,在黑曲霉作用下BCF最高,為272.8。4種混合微生物組合對鳳眼蓮根系都具有一定促生作用,其中某些還可提高植物的U耐受性,混合枯草芽胞桿菌與黑曲霉的組合鳳眼蓮根系干重增長率最高(75.8%)。但混合微生物組合會降低鳳眼蓮根系U富集能力,而促進莖葉的富集能力,25mg·L~-11 U時,混合枯草芽胞桿菌和膠質芽胞桿菌的組合莖葉U富集濃度提升最明顯(31.3%),混合枯草芽胞桿菌與黑曲霉的組合U總提取量提升最明顯(16.2%),達25.412mg�；旌衔⑸锝M合能提高鳳眼蓮在中高U濃度時的轉運能力,但低U濃度時其轉運系數(shù)最高,達0.28。優(yōu)質組合間具有不同的U濃度適合范圍,低U濃度下單一膠質芽胞桿菌處理時鳳眼蓮生物量、抗氧化酶系統(tǒng)活性、PSII系統(tǒng)活性活性及U富集能力更強,但同時也使鳳眼蓮細胞膜受脅迫也更嚴重。中U濃度時則枯草芽胞桿菌與黑曲霉混合處理下的鳳眼蓮表現(xiàn)更突出。高U濃度時脅迫加劇,兩組間生物量無明顯差異,但單一膠質芽胞桿菌處理下鳳眼蓮抗氧化酶系統(tǒng)活性更高,枯草芽胞桿菌與黑曲霉混合處理下鳳眼蓮PSII系統(tǒng)活性及U富集能力更好。另一方面,單一膠質芽胞桿菌處理的鳳眼蓮葉片光合色素含量在各濃度下總高于枯草芽胞桿菌與黑曲霉混合處理。電場對聯(lián)合體系的作用具有雙面性,在鳳眼蓮生物量、抗氧化酶系統(tǒng)活性、PSII系統(tǒng)活性及葉片光和色素含量上,某些條件下表現(xiàn)為促進,但大體上都表現(xiàn)為抑制,而對細胞膜受脅迫程度大多情況下表現(xiàn)為減少脅迫,電場對鳳眼蓮U富集能力的影響明顯表現(xiàn)為同濃度下兩組間的“低促高抑”。試驗中,U總提取量最大值達13.834mg,為15mg·L~(-1)U濃度下混合使用微生物加電場處理后得到。在野外實地修復中,鳳眼蓮在膠質芽孢桿菌的作用下,其根系、莖葉干重分別提高了59.1%、58.3%,且鳳眼蓮對U、Mn、As三種重金屬的富集能力也明顯提高,其總提取量分別提高了24.6%、275.8%、80.0%,達9.421mg、25.109mg、0.360mg。
【學位單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X52;X17
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    引言
    1.1 國內外研究進展
        1.1.1 含鈾放射性廢水的特點
        1.1.2 放射性廢水中鈾的凈化方法
    1.2 植物-微生物聯(lián)合修復及其作用機制
        1.2.1 植物-微生物聯(lián)合修復法
        1.2.2 植物-微生物聯(lián)合修復體系作用及富集機制
    1.3 課題來源及主要研究內容
        1.3.1 項目來源
        1.3.2 主要研究內容
        1.3.3 本論文技術路線
    1.4 創(chuàng)新點及研究意義
        1.4.1 創(chuàng)新點
        1.4.2 研究意義
2 單一微生物對鈾脅迫下鳳眼蓮熒光生理及鈾累積特性的影響
    引言
    2.1 材料與方法
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 處理設計
        2.1.3 試驗設計及主要試劑儀器
        2.1.4 數(shù)據(jù)處理
    2.2 結果與分析
        2.2.1 單一微生物對U脅迫下鳳眼蓮生物量的影響
        2.2.2 單一微生物對U脅迫下鳳眼蓮抗氧化酶系統(tǒng)的影響
        2.2.3 單一微生物對U脅迫下鳳眼蓮葉綠素熒光參數(shù)的影響
        2.2.4 單一微生物對U脅迫下鳳眼蓮光合氣體交換參數(shù)的影響
        2.2.5 單一微生物對鳳眼蓮U累積特征的影響
    2.3 討論
    2.4 結論
3 混合接種三種微生物對鳳眼蓮吸附鈾的影響
    引言
    3.1 材料與方法
        3.1.1 試驗材料
        3.1.2 處理設計
        3.1.3 試驗設計及主要試劑儀器
        3.1.4 數(shù)據(jù)處理
    3.2 結果與分析
        3.2.1 微生物拮抗試驗
        3.2.2 混合微生物對U脅迫下鳳眼蓮生物量的影響
        3.2.3 混合微生物對鳳眼蓮U累積特征的影響
    3.3 討論
    3.4 結論
4 電場對微生物處理下鳳眼蓮熒光生理及鈾累積特性的影響
    引言
    4.1 材料與方法
        4.1.1 試驗材料
        4.1.2 處理設計
        4.1.3 試驗設計及主要試劑儀器
        4.1.4 數(shù)據(jù)處理
    4.2 結果與分析
        4.2.1 電場對微生物處理下鳳眼蓮生物量的影響
        4.2.2 電場對微生物處理下鳳眼蓮抗氧化酶系統(tǒng)的影響
        4.2.3 電場對微生物處理下鳳眼蓮葉綠素熒光參數(shù)的影響
        4.2.4 電場對微生物處理下鳳眼蓮葉片電導率的影響
        4.2.5 電場對微生物處理下鳳眼蓮葉綠素含量的影響
        4.2.6 電場對微生物處理下鳳眼蓮U累積特征的影響
    4.3 討論
    4.4 結論
5 微生物—植物野外實地修復研究
    引言
    5.1 材料與方法
        5.1.1 試驗材料
        5.1.2 處理設計
        5.1.3 試驗設計及主要試劑儀器
        5.1.4 數(shù)據(jù)處理
    5.2 結果與分析
        5.2.1 實地修復中微生物對鳳眼蓮生物量的影響
        5.2.2 實地修復中微生物對鳳眼蓮U積累特征的影響
        5.2.3 實地修復中微生物對鳳眼蓮Mn積累特征的影響
        5.2.4 實地修復中微生物對鳳眼蓮As積累特征的影響
    5.3 討論
    5.4 結論
結論與展望
致謝
攻讀學位期間取得的研究成果
參考文獻

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本文編號：2856080