白云鄂博礦區(qū)重金屬污染對(duì)酶活性和微生物生態(tài)多樣性的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-09-01 11:51
當(dāng)今社會(huì),伴隨著現(xiàn)代城市及工業(yè)的飛快發(fā)展,重金屬污染對(duì)土壤的影響越來越引起國(guó)內(nèi)及國(guó)外的廣泛關(guān)注。而礦山的開采,是土壤重金屬污染的一大來源。礦產(chǎn)資源的開采會(huì)產(chǎn)生尾礦、廢液、廢渣、廢氣等,其中重金屬等有害物質(zhì)也會(huì)遷移至大氣、土壤、地下水體中,對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞,對(duì)礦區(qū)附近植物、動(dòng)物、微生物甚至人類的生存造成威脅。因此,本研究以我國(guó)白云鄂博礦區(qū)周邊土壤為研究對(duì)象,探究重金屬污染對(duì)土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性,土壤重金屬抗性基因豐度以及五種酶活性的影響,獲得主要結(jié)論如下:(1)土壤中土壤中重金屬含量由大到小:Mn>Zn>Pb>Cu>Cd>Hg。六種重金屬最大濃度的點(diǎn)位均位于礦區(qū),污染規(guī)律均為礦區(qū)>居民區(qū)>對(duì)照區(qū)。所有樣品均為堿性土壤,有機(jī)質(zhì)含量高,除對(duì)照點(diǎn)外均為一級(jí)有機(jī)質(zhì)含量,所有點(diǎn)位均超過內(nèi)蒙古背景值;礦區(qū)土壤的重金屬含量明顯高于居民區(qū)及對(duì)照區(qū),表明人工采礦活動(dòng)加劇土壤的重金屬污染。(2)不同區(qū)域下微生物群落結(jié)構(gòu)和功能存在差異。放線菌門(Actinobacteria)是礦區(qū)土壤中主要微生物菌群,變形菌(Proteobacteria)為居民區(qū)...
【文章來源】:內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文122.2樣品采集與分析2.2.1樣品采集與預(yù)處理土壤采樣區(qū)位于白云鄂博礦區(qū)及其周邊地區(qū)。根據(jù)礦區(qū)總平面布置圖,將礦區(qū)分為三個(gè)區(qū)域,即礦區(qū)、居民區(qū)以及對(duì)照區(qū),并對(duì)不同區(qū)域采樣點(diǎn)進(jìn)行編號(hào),采樣點(diǎn)如圖2.1。2019年7月,在每種功能區(qū)的采樣點(diǎn)上選取3塊20×20m的地塊,每個(gè)采樣點(diǎn)取三個(gè)平行。其中礦區(qū)27份、居民區(qū)6份以及對(duì)照區(qū)3份。用鏟子從每個(gè)地塊的三個(gè)隨機(jī)點(diǎn)收集深度為0-20cm的表土,放入無菌塑料袋中,立即用干冰保存,然后運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。通過一個(gè)2mm的篩網(wǎng)過濾后,將每個(gè)樣品分成兩部分:一份儲(chǔ)存在-80℃冰箱,用于送高通量測(cè)序及微生物分析;另一份在冰箱4℃保存,用于測(cè)定土壤酶活性,其余的則風(fēng)干,進(jìn)行理化性質(zhì)的測(cè)定。圖2.1采樣點(diǎn)地理位置
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文30圖4.1細(xì)菌稀釋曲線4.1.2重金屬對(duì)微生物群落分布的影響我們以測(cè)序97%的相似度劃分OTU,統(tǒng)計(jì)門和屬水平下的物種豐度。此次測(cè)序共獲得266167個(gè)OTU序列,79個(gè)門類,1697個(gè)屬。本實(shí)驗(yàn)在門水平上統(tǒng)計(jì)各個(gè)土壤樣本中的物種豐度,通過柱狀圖更清晰的將測(cè)量結(jié)果表達(dá),繪制的群落柱形圖可以直觀反應(yīng)各樣本的微生物組成及差異。按照采樣區(qū)域進(jìn)行排序,將物種含量小于1%的物種合并到細(xì)菌門水平上,得到樣本物種相對(duì)豐度柱形圖如圖4.2所示。白云鄂博礦區(qū)土壤中細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)門類有放線菌門(Actinobacteria)、變形菌門(Proteobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、奇古菌門(Thaumarchaeota)、酸桿菌門(Acidobacteria)、浮霉菌門(Planctomycetes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁菌門(Firmicutes)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、藍(lán)藻門(Cyanobacteria)、廣古菌門(Euryarchaeota)、Rokubacteria、異常球菌-棲熱菌門(Deinococcus-Thermus)以及分類地位未知的種類(Other)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]銅尾礦庫區(qū)土壤重金屬及微生物重金屬抗性基因空間分異特征[J]. 師碧玲,陳建文,劉勇,張紅,李君劍. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(08)
[2]土壤原位酶譜技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉玉槐,魏曉夢(mèng),祝貞科,葛體達(dá),魯順保,吳金水. 土壤通報(bào). 2017(05)
[3]白云鄂博礦區(qū)生態(tài)退化研究[J]. 白淑英,朱倩文,沈渭?jí)?李海東. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(03)
[4]設(shè)施番茄連作障礙與土壤芽孢桿菌和假單胞菌及微生物群落的關(guān)系分析[J]. 葛曉穎,孫志剛,李濤,歐陽竹. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]施用磷肥對(duì)南方酸性紅壤鎘生物有效性及土壤酶活性影響[J]. 王朋超,孫約兵,徐應(yīng)明,秦旭,趙立杰,王林. 環(huán)境化學(xué). 2016(01)
[6]水稻分蘗期根系對(duì)根際細(xì)菌豐度和群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 張振興,張文釗,楊會(huì)翠,陳春蘭,魏文學(xué). 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2015(12)
[7]棉隆對(duì)辣椒疫霉病的防效及對(duì)土壤微生物群落的影響[J]. 張超,卜東欣,張?chǎng)?吳翠霞,王金信. 植物保護(hù)學(xué)報(bào). 2015(05)
[8]馬鈴薯連作栽培對(duì)土壤微生物多樣性的影響[J]. 秦越,馬琨,劉萍. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]High-throughput Sequencing Technology and Its Application[J]. Zhu Qiang-long,Liu Shi,Gao Peng,Luan Fei-shi. Journal of Northeast Agricultural University(English Edition). 2014(03)
[10]鉛鋅冶煉廠周邊土壤重金屬的空間分布特征研究[J]. 佘娟娟,趙世君,楊柳,支澤林,李旭祥. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2014(06)
博士論文
[1]浸礦微生物硫酸鹽同化與重金屬抗性耦合作用機(jī)制的研究[D]. 鄭春麗.東華大學(xué) 2013
碩士論文
[1]根結(jié)線蟲土壤微生物多樣性研究[D]. 張俊.云南大學(xué) 2015
[2]白云鄂博礦區(qū)土壤污染地球化學(xué)評(píng)價(jià)[D]. 段麗麗.山東理工大學(xué) 2013
[3]重金屬Cu、Zn、Cd、Pb復(fù)合污染對(duì)稻田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的影響[D]. 蔣艷梅.浙江大學(xué) 2007
本文編號(hào):3376930
【文章來源】:內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文122.2樣品采集與分析2.2.1樣品采集與預(yù)處理土壤采樣區(qū)位于白云鄂博礦區(qū)及其周邊地區(qū)。根據(jù)礦區(qū)總平面布置圖,將礦區(qū)分為三個(gè)區(qū)域,即礦區(qū)、居民區(qū)以及對(duì)照區(qū),并對(duì)不同區(qū)域采樣點(diǎn)進(jìn)行編號(hào),采樣點(diǎn)如圖2.1。2019年7月,在每種功能區(qū)的采樣點(diǎn)上選取3塊20×20m的地塊,每個(gè)采樣點(diǎn)取三個(gè)平行。其中礦區(qū)27份、居民區(qū)6份以及對(duì)照區(qū)3份。用鏟子從每個(gè)地塊的三個(gè)隨機(jī)點(diǎn)收集深度為0-20cm的表土,放入無菌塑料袋中,立即用干冰保存,然后運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。通過一個(gè)2mm的篩網(wǎng)過濾后,將每個(gè)樣品分成兩部分:一份儲(chǔ)存在-80℃冰箱,用于送高通量測(cè)序及微生物分析;另一份在冰箱4℃保存,用于測(cè)定土壤酶活性,其余的則風(fēng)干,進(jìn)行理化性質(zhì)的測(cè)定。圖2.1采樣點(diǎn)地理位置
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文30圖4.1細(xì)菌稀釋曲線4.1.2重金屬對(duì)微生物群落分布的影響我們以測(cè)序97%的相似度劃分OTU,統(tǒng)計(jì)門和屬水平下的物種豐度。此次測(cè)序共獲得266167個(gè)OTU序列,79個(gè)門類,1697個(gè)屬。本實(shí)驗(yàn)在門水平上統(tǒng)計(jì)各個(gè)土壤樣本中的物種豐度,通過柱狀圖更清晰的將測(cè)量結(jié)果表達(dá),繪制的群落柱形圖可以直觀反應(yīng)各樣本的微生物組成及差異。按照采樣區(qū)域進(jìn)行排序,將物種含量小于1%的物種合并到細(xì)菌門水平上,得到樣本物種相對(duì)豐度柱形圖如圖4.2所示。白云鄂博礦區(qū)土壤中細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)門類有放線菌門(Actinobacteria)、變形菌門(Proteobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、奇古菌門(Thaumarchaeota)、酸桿菌門(Acidobacteria)、浮霉菌門(Planctomycetes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁菌門(Firmicutes)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、藍(lán)藻門(Cyanobacteria)、廣古菌門(Euryarchaeota)、Rokubacteria、異常球菌-棲熱菌門(Deinococcus-Thermus)以及分類地位未知的種類(Other)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]銅尾礦庫區(qū)土壤重金屬及微生物重金屬抗性基因空間分異特征[J]. 師碧玲,陳建文,劉勇,張紅,李君劍. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(08)
[2]土壤原位酶譜技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉玉槐,魏曉夢(mèng),祝貞科,葛體達(dá),魯順保,吳金水. 土壤通報(bào). 2017(05)
[3]白云鄂博礦區(qū)生態(tài)退化研究[J]. 白淑英,朱倩文,沈渭?jí)?李海東. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(03)
[4]設(shè)施番茄連作障礙與土壤芽孢桿菌和假單胞菌及微生物群落的關(guān)系分析[J]. 葛曉穎,孫志剛,李濤,歐陽竹. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]施用磷肥對(duì)南方酸性紅壤鎘生物有效性及土壤酶活性影響[J]. 王朋超,孫約兵,徐應(yīng)明,秦旭,趙立杰,王林. 環(huán)境化學(xué). 2016(01)
[6]水稻分蘗期根系對(duì)根際細(xì)菌豐度和群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 張振興,張文釗,楊會(huì)翠,陳春蘭,魏文學(xué). 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2015(12)
[7]棉隆對(duì)辣椒疫霉病的防效及對(duì)土壤微生物群落的影響[J]. 張超,卜東欣,張?chǎng)?吳翠霞,王金信. 植物保護(hù)學(xué)報(bào). 2015(05)
[8]馬鈴薯連作栽培對(duì)土壤微生物多樣性的影響[J]. 秦越,馬琨,劉萍. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]High-throughput Sequencing Technology and Its Application[J]. Zhu Qiang-long,Liu Shi,Gao Peng,Luan Fei-shi. Journal of Northeast Agricultural University(English Edition). 2014(03)
[10]鉛鋅冶煉廠周邊土壤重金屬的空間分布特征研究[J]. 佘娟娟,趙世君,楊柳,支澤林,李旭祥. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2014(06)
博士論文
[1]浸礦微生物硫酸鹽同化與重金屬抗性耦合作用機(jī)制的研究[D]. 鄭春麗.東華大學(xué) 2013
碩士論文
[1]根結(jié)線蟲土壤微生物多樣性研究[D]. 張俊.云南大學(xué) 2015
[2]白云鄂博礦區(qū)土壤污染地球化學(xué)評(píng)價(jià)[D]. 段麗麗.山東理工大學(xué) 2013
[3]重金屬Cu、Zn、Cd、Pb復(fù)合污染對(duì)稻田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的影響[D]. 蔣艷梅.浙江大學(xué) 2007
本文編號(hào):3376930
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