土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅糧食安全生產(chǎn)和人類健康，污染治理已成備受關(guān)注的重心。微生物強化植物修復(fù)土壤重金屬污染是頗具潛力的治理方法，微生物的優(yōu)劣直接影響土壤修復(fù)的效率和經(jīng)濟效益，因此研究土著微生物在土壤重金屬修復(fù)方面的應(yīng)用具有重要意義。 本研究首先檢測了湘江流域某冶煉廠周邊五個采樣區(qū)土壤中七種重金屬元素(Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Hg)的含量，然后利用內(nèi)梅羅單因子(Pi)和綜合因子(P綜)污染指數(shù)法以及Lars Hakanson提出的單因子(Ei)和綜合因子(RI)潛在生態(tài)危害指數(shù)法對采樣區(qū)重金屬進(jìn)行對比評價。評價結(jié)果顯示，土壤受Cd污染程度最高，已受Zn、Hg的污染和受Pb輕微污染，土壤未受Cu、Ni、Cr等重金屬的污染。從重金屬橫向分布情況看，A區(qū)菜地靠近工廠密集區(qū)，位于冶煉廠下風(fēng)方向，污染最為嚴(yán)重，屬于重金屬重污染和高生態(tài)危害水平；D區(qū)為山地，植被茂密，離冶煉廠約4公里，離生活區(qū)較遠(yuǎn)，比其它采樣區(qū)環(huán)境污染較輕；B、C、E區(qū)域污染程度介于A、D區(qū)域之間。A區(qū)重金屬縱向分布結(jié)果顯示：不同土壤層中受到重金屬的污染不同，上層土壤比下層土壤遭受的污染嚴(yán)重，其中采樣點0

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【學(xué)位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
英漢縮略名詞對照表
第一章 緒論
    1.1 中國重金屬污染土壤現(xiàn)狀及重金屬污染特點
        1.1.1 中國重金屬污染土壤現(xiàn)狀
        1.1.2 土壤重金屬污染的特點
        1.1.3 重金屬的遷移轉(zhuǎn)化
        1.1.4 土壤重金屬污染危害
    1.2 重金屬污染土壤的危害機理
        1.2.1 重金屬對士壤微生物群落的影響
        1.2.2 土壤重金屬對土壤酶活性的影響
            1.2.2.1 單一重金屬對土壤酶活性的影響
            1.2.2.2 復(fù)合重金屬對土壤酶活的影響
        1.2.3 重金屬對土壤有機殘落物降解作用的影響
        1.2.4 重金屬對土壤呼吸代謝的影響
    1.3 重金屬污染的治理和修復(fù)
        1.3.1 工程物理化學(xué)法
            1.3.1.1 客土法
            1.3.1.2 淋洗沉淀法
        1.3.2 農(nóng)業(yè)化學(xué)調(diào)控法
            1.3.2.1 調(diào)節(jié)土壤pH
            1.3.2.2 離子拮抗
        1.3.3 生物修復(fù)法
            1.3.3.1 微生物修復(fù)
            1.3.3.2 植物修復(fù)
    1.4 微生物強化植物修復(fù)土壤重金屬污染
        1.4.1 產(chǎn)鐵載體微生物在植物修復(fù)土壤重金屬中的應(yīng)用
        1.4.2 微生物活化土壤重金屬促進(jìn)植物修復(fù)效率
            1.4.2.1 土壤重金屬形態(tài)及BCR順序提取法
            1.4.2.2 微生物增加土壤重金屬的溶解
        1.4.3 纖維素降解菌在植物修復(fù)土壤重金屬研究中的應(yīng)用
    1.5 本課題的研究意義、創(chuàng)新點和研究內(nèi)容
        1.5.1 本課題的研究意義
        1.5.2 創(chuàng)新點
        1.5.3 主要研究內(nèi)容
        1.5.4 主要技術(shù)路線
第二章 土壤重金屬含量分析與污染評價
    2.1 引言
    2.2 實驗材料與方法
        2.2.1 儀器、材料與試劑
        2.2.2 采樣點布設(shè)與樣品采集
        2.2.3 樣品的制備與檢測
        2.2.4 土壤重金屬污染評價
            2.2.4.1 評價標(biāo)準(zhǔn)
            2.2.4.2 單因子污染指數(shù)法和綜合因子污染指數(shù)法
            2.2.4.3 潛在生態(tài)危害指數(shù)法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 檢測精確度分析
        2.3.2 重金屬總量分布特征
            2.3.2.1 土壤重金屬橫向分布
            2.3.2.2 重污染區(qū)土壤重金屬縱向分布
        2.3.3 土壤重金屬污染評價結(jié)果
            2.3.3.1 污染指數(shù)法評價結(jié)果與討論
            2.3.3.2 土壤重金屬潛在生態(tài)危害評價結(jié)果
    2.4 結(jié)論
第三章 抗重金屬產(chǎn)酸菌和纖維素降解菌的分離鑒定
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 植物和土壤
        3.2.2 分離培養(yǎng)基
        3.2.3 微生物對重金屬的耐性研究
        3.2.4 植物根際產(chǎn)鐵載體細(xì)菌的初篩
        3.2.5 植物根際產(chǎn)有機酸真菌的分離
        3.2.6 纖維素降解菌株的篩選和酶活的測定
            3.2.6.1 粗酶液的制備
            3.2.6.2 試劑配制
            3.2.6.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
            3.2.6.4 羧甲基纖維素酶 (CMC) 酶活力測定
        3.2.7 菌體的純化與保存
        3.2.8 生物學(xué)特性研究
            3.2.8.1 細(xì)菌H₁的生物學(xué)特性研究
            3.2.8.2 真菌Su₁和Su₂的菌體形態(tài)觀察
            3.2.8.3 細(xì)菌 16S rRNA 基因和真菌ITS基因的擴增和測序
            3.2.8.4 系統(tǒng)發(fā)育分析
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 植物根際產(chǎn)鐵載體細(xì)菌及鐵載體類型分析
            3.3.1.1 鐵載體產(chǎn)生菌的CAS檢測平板的初篩結(jié)果
            3.3.1.2 鐵載體類型分析
        3.3.2 植物根際產(chǎn)有機酸真菌Su1

        3.3.3 產(chǎn)纖維素酶真菌Su₂及其酶活的測定
            3.3.3.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
            3.3.3.2 Su₂粗酶液CMC 酶活力測定
        3.3.4 H₁生物學(xué)特性
            3.3.4.1 菌體形態(tài)
            3.3.4.2 生理生化實驗結(jié)果
        3.3.5 真菌Su₁和Su₂菌株形態(tài)
        3.3.6 菌體分子生物學(xué)分類鑒定
    3.4 結(jié)論
第四章 功能微生物對土壤重金屬的活化作用
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 菌種和采樣點布設(shè)
            4.2.1.1 菌種
            4.2.1.2 土壤采樣點布設(shè)
            4.2.1.3 重金屬富集植物的篩選
        4.2.2 主要材料和試劑
        4.2.3 土壤理化性質(zhì)和形態(tài)土壤重金屬各形態(tài)
            4.2.3.1 土壤理化性質(zhì)
            4.2.3.2 改進(jìn)的BCR法分析土壤重金屬各形態(tài)
        4.2.4 細(xì)菌產(chǎn)鐵載體能力檢測
        4.2.5 產(chǎn)有機酸真菌發(fā)酵液中檸檬酸的檢測
        4.2.6 Su₂發(fā)酵條件的優(yōu)化
            4.2.6.1 碳源和氮源分別對Su₂產(chǎn)酶活性的影響
            4.2.6.2 C/N比與初始pH分別對Su₂產(chǎn)酶活性的影響
        4.2.7 微生物對重金屬的活化作用
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 土壤理化性質(zhì)和重金屬形態(tài)分析
            4.3.1.1 土壤理化性質(zhì)
            4.3.1.2 土壤重金屬形態(tài)分布
        4.3.2 重金屬富集植物與根際土壤重金屬含量結(jié)果
        4.3.3 鐵載體變色圈和熒光發(fā)射光譜
            4.3.3.1 鐵載體產(chǎn)生能力對比分析
            4.3.3.2 H₁菌株代謝產(chǎn)物熒光性檢測
        4.3.4 真菌發(fā)酵液中檸檬酸含量檢測結(jié)果
            4.3.4.1 改進(jìn)的Penicillium aculeatum Su₁產(chǎn)酸菌株發(fā)酵培養(yǎng)基
            4.3.4.2 不同發(fā)酵液產(chǎn)檸檬酸的對比分析
        4.3.5 Su₂發(fā)酵產(chǎn)酶條件優(yōu)化
        4.3.6 微生物對重金屬的活化結(jié)果
            4.3.6.1 菌株對Cd的活化作用
            4.3.6.2 菌株對Cu的活化作用
            4.3.6.3 菌株對Pb的活化作用
    4.4 結(jié)論
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝



本文編號：3855724

suoshi