第 1 章 緒論

近年來(lái)越來(lái)越多的抗生素進(jìn)入土壤、水體等環(huán)境介質(zhì)中，令生態(tài)系統(tǒng)面臨嚴(yán)重威脅�？股乇淮罅繛E用，現(xiàn)有處理技術(shù)無(wú)法將其去除完全，雖然其半衰期較短，然而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累和不斷流入，逐漸造成“假持續(xù)”現(xiàn)象�？股卦谕寥乐写罅苛舸妫⑼ㄟ^(guò)擴(kuò)散，轉(zhuǎn)移，降解等方式擴(kuò)大污染面積，對(duì)生態(tài)環(huán)境和動(dòng)植物生命活動(dòng)產(chǎn)生危害。也會(huì)通過(guò)影響生態(tài)系統(tǒng)中多類微生物的數(shù)量、種群結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)方式等，對(duì)土壤生態(tài)平衡系統(tǒng)產(chǎn)生影響[3]�？股乜芍苯託⑺兰�(xì)菌或抑制其生長(zhǎng)，導(dǎo)致存在于土壤中的其它各類污染物的生物降解效率下降[4]。有研究指出土壤被氯霉素污染后，牛糞自然降解所需時(shí)間大幅增加[5]。另有研究表明，土壤中阿維菌素含量超過(guò) 125mg/kg，就會(huì)嚴(yán)重破壞土壤原有各類微生物生長(zhǎng)繁殖[6]。另外，土壤中四環(huán)素污染水平達(dá)到 1mg/kg 時(shí)，土壤磷酸酶、脫氫酶的活力顯著降低[7]。泰樂霉素還能破壞土壤中土著菌群的群落結(jié)構(gòu)及生態(tài)功能。Thiele-Bruhn等實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出被土霉素污染的土壤中，微生物的總含量明顯減少，接觸時(shí)間越長(zhǎng)，接觸面積越大，含量減少越嚴(yán)重[8]。

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第 2 章 土霉素高效降解菌的篩選純化與鑒定

2.1 材料與方法

（1）取土壤樣品 5.00g，加入 10mL 0.10moL/L 的 EDTA-Mcllvaine 緩沖液進(jìn)行提取，2500r/min 渦旋混勻 10s，25℃超聲 15min，4500r/min 離心 15min，收集上清液，重復(fù) 3 次。（2）將收集的樣品過(guò)四氟聚乙烯濾膜。（3）將樣品進(jìn)行固相萃�。河� 10mL 甲醇、6mL 純水活化小柱，，待小柱完全濕潤(rùn)后，將樣品轉(zhuǎn)移至小柱中，待樣品完全滴盡后，用 10mL 甲醇洗脫小柱，速率控制在 1mL/min，用小試管收集洗脫液。接收的液體倒于雞心瓶中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)蒸至凈干，用 1mL 色譜甲醇定容，收集于液相小瓶中（用 1mL 注射器從雞心瓶中吸取樣品，過(guò)粉色有機(jī)慮頭收集在小瓶中）待測(cè)。將篩選純化后的土霉素高效降解菌單一及混合處理，分別接種于液體培養(yǎng)基中，37℃，160r/min 震蕩培養(yǎng) 8h，分別從每種處理中取出菌液 5mL、10mL、20mL、50mL、100mL，加入到土霉素含量為 30mg/kg 的土壤中，37℃，培養(yǎng) 12h。測(cè)定不同處理方式中土霉素降解率，確定適宜的接種量。

2.2 結(jié)果與分析

接種量對(duì)于降解菌單一、混合處理降解效果影響結(jié)果如表 2.1 所示，當(dāng)菌種接種量是 10mL/L 時(shí)，土霉素降解速度最快，其中 A1 的降解率可達(dá) 62.74%，A2 的降解率可達(dá) 64.48%，A1+A2 的降解率可達(dá) 74.32%，伴隨混合菌接種量逐步升高，其對(duì)土霉素的降解速度變慢，最終趨于平緩。王志強(qiáng)等在研究細(xì)菌接種量對(duì)土霉素降解能力效果的實(shí)驗(yàn)中也得出相似結(jié)論，當(dāng)菌液接種量是10mL/L時(shí)，土霉素的降解率最高，達(dá) 71.45%，當(dāng)接種量增大時(shí)，降解率逐漸變得遲緩，最終趨于平穩(wěn)[117]。楊東旋等考察不同白腐真菌接種量對(duì)修復(fù)氯丹污染土壤的作用效果時(shí)，向污染土壤中分別接種 2、5、10、15、20mL 的白腐真菌菌液，結(jié)果表明，接種量只有 2mL 和 5mL 時(shí)，由于菌含量較少，降解速率較慢，當(dāng)接種量增大至 10mL 和 15mL 時(shí)，降解速率明顯加快，降解率可達(dá) 42.1%和 54.3%，當(dāng)接種量進(jìn)一步增至 20mL 時(shí)，降解速率幾乎沒有增長(zhǎng)[118]。這是因?yàn)楫?dāng)接種量到達(dá)一定程度時(shí)，菌體與已經(jīng)充分接觸底物，接種量趨于飽和，繼續(xù)增加接種量很可能導(dǎo)致種間競(jìng)爭(zhēng)，在一定程度上抑制降解效果。因此，在以下的植物-微生物聯(lián)合修復(fù)及強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)中，選定 10mL/L 做為最佳接種量。

第 3 章 土霉素、鎘復(fù)合污染土壤的植物-微生物聯(lián)合修復(fù).....................23 

3.1 材料與方法.............23 
3.2 結(jié)果分析.............25 
3.3 小結(jié)...................38
第 4 章 土霉素、鎘復(fù)合污染土壤植物-微生物聯(lián)合修復(fù)的強(qiáng)化措施研究..............................40
4.1 材料與方法.............................40 
4.2 植物-微生物聯(lián)合修復(fù)強(qiáng)化措施結(jié)果分析.............42 
4.3 小結(jié)..............................45

第 5 章 結(jié)論.......47

第 4 章 土霉素、鎘復(fù)合污染土壤植物-微生物聯(lián)合修復(fù)的強(qiáng)化措施研究

4.1 材料與方法

采用盆栽實(shí)驗(yàn)，自制不同污染負(fù)荷的土霉素、鎘單一與復(fù)合污染土壤，土霉素 5mg/kg + 鎘 5mg/kg + 菌液 10mL（對(duì)照）；土霉素 5mg/kg + 鎘 5mg/kg +菌液10mL + 強(qiáng)化措施—其中強(qiáng)化措施包括以下 8 種處理：肥料（硫酸銨、磷酸二氫鈣、氯化鉀）；有機(jī)酸（酒石酸、草酸、檸檬酸）；化學(xué)螯合劑（NTA 和 EDTA），共計(jì) 9 個(gè)處理，每個(gè)處理 3 次重復(fù)�；ㄅ桦S機(jī)放置在溫室中并不定期更換位置，植物每日用去離子水澆灌并保持60%田間持水量，接種微生物 3 個(gè)月后收獲植物。植物收獲后，測(cè)定植物地上部、根部干重；植物地上部、根部體內(nèi)鎘濃度；土壤樣品中土霉素濃度，考察不同強(qiáng)化措施下，植物對(duì)重金屬的富集特征及微生物對(duì)土霉素的降解效率。

4.2 植物-微生物聯(lián)合修復(fù)強(qiáng)化措施結(jié)果分析

不同強(qiáng)化措施處理下孔雀草的生物量情況如表 4.1 所示，相比空白對(duì)照，3種肥料對(duì)孔雀草根部、地上部、總生物量均有所提高，其中硫酸銨處理對(duì)植物生長(zhǎng)促進(jìn)作用最為明顯，根部、地上部、總干重分別達(dá)到 0.821g、4.119g、4.940g，顯著優(yōu)于磷酸二氫鈣和氯化鉀處理。孫磊等研究不同氮肥對(duì)污染土壤玉米生長(zhǎng)和重金屬 Cu、Cd 吸收的影響時(shí)也指出，施用硫酸銨可顯著提高玉米的生物量[131]。N 元素對(duì)植物生長(zhǎng)有非常重要的作用，是植物體內(nèi)氨基酸的組成部分，可合成蛋白質(zhì)，促進(jìn)光合作用等，因此對(duì)植物生長(zhǎng)促進(jìn)效果明顯。此外施加磷酸二氫鈣和氯化鉀的處理方式中，生物量也有明顯提升，通過(guò)數(shù)據(jù)可以看出，磷酸二氫鈣對(duì)于孔雀草根部生物量增加要優(yōu)于氯化鉀，但對(duì)于地上部生物量的提高低于氯化鉀。磷肥的主要作用為促進(jìn)植物果實(shí)、籽粒的飽滿，鉀肥主要作用為提高植物抗逆性，雖然也有一定促生長(zhǎng)作用，但促進(jìn)效果不如氮肥。

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第 5 章 結(jié)論

（1）篩選出兩株土霉素高效降解菌，經(jīng)鑒定可確定為細(xì)菌：紫金牛葉桿菌（ Phyllobacterium-myrsinacearum ）、 真 菌 A2 膠 紅 酵 母 （ Rhodotorulamucilaginosa）。這兩株菌在單一、混合處理對(duì)土霉素均具有降解作用，其中紫金牛葉桿菌對(duì)土霉素降解率為 58.9%，膠紅酵母對(duì)土霉素降解率為 62.9%，混合菌對(duì)于土霉素降解率為 71.1%，混合菌對(duì)土霉素的降解效果最好，最佳降解時(shí)間為8-12h，最適宜接種量為 10mL。（2）孔雀草、紫茉莉兩種植物對(duì)重金屬鎘均表現(xiàn)出良好的耐性，生物量都隨土壤中污染物含量增加而下降，土霉素抑制植物對(duì)鎘的富集，土霉素降解菌有利于提高植物生物量，顯著促進(jìn)孔雀草、紫茉莉?qū)︽k吸收及提高紫茉莉富集系數(shù)。相同條件下，孔雀草的根部、地上部、鎘總富集量都優(yōu)于紫茉莉。（3）加入降解菌可顯著提高土壤中土霉素的降解率，污染物含量的增加對(duì)降解菌降解效果有抑制作用，孔雀草與降解菌的聯(lián)合修復(fù)效果優(yōu)于紫茉莉同降解菌的聯(lián)合修復(fù)效果。（4）肥料強(qiáng)化處理對(duì)降解菌降解土霉素效果最好，其次是有機(jī)酸處理，螯合劑處理降解效果最差。綜合比較各強(qiáng)化措施對(duì)鎘富集量、土霉素降解率，選擇硫酸銨肥料作為強(qiáng)化措施最為適宜。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號(hào)：98641