山西省工礦區(qū)PAHs和SO2復合浸染對小麥、黑麥草土壤-植物系統(tǒng)生態(tài)毒理效應研究.pdf

1、本文以小麥、黑麥草為供試植物，山西省工礦區(qū)生黃土為供試土壤，通過室內培養(yǎng)實驗，采用連續(xù)提取法、生化技術、變性梯度凝膠電泳技術(PCR-DGGE)、熒光定量PCR(RT-PCR)等技術，進行了土壤中多環(huán)芳烴（PAHs，以萘、菲、芘為代表）和二氧化硫(SO2，以硫酸鹽和亞硫酸鹽作為SO2在土壤中的衍生物)單一及復合污染對土壤-植物系統(tǒng)的生態(tài)毒理效應研究。重點研究了山西工礦區(qū)同時發(fā)現的兩種典型環(huán)境污染物PAHs和SO2單一及復合污染對小麥和黑

2、麥草幼苗的萌發(fā)和苗期生長，以及黑麥草-土壤系統(tǒng)土壤酶活性、植物抗氧化酶系統(tǒng)、土壤微生物生物量、土壤微生物群落多樣性的影響，結果表明:
　　 (1)小麥種子萌發(fā)對土壤PAHs、SO2單一及復合污染并不敏感，黑麥草種子萌發(fā)對PAHs和SO2復合作用的敏感性要相對大于小麥。PAHs與SO2單一污染時小麥與黑麥草幼苗的株高與根伸長均受到一定程度的影響，低濃度PAHs或SO2處理有促進作用，高濃度則為抑制作用;小麥的地下生物量受到PAHs

3、的影響微弱，黑麥草的地下生物量對SO2單一污染脅迫的敏感性要強于PAHs。在PAHs和SO2復合污染條件下，小麥、黑麥草株高，根長及地下生物量均表現為低濃度組合時為協同促進作用，而高濃度組合時為協同抑制作用。
　　 (2)PAHs、SO2單一及復合污染條件下，黑麥草脂質過氧化產物丙二醛(MDA)的含量均呈上升趨勢，且隨著濃度的升高，脂質過氧化產物在顯著增加，而且復合污染條件下細胞膜損傷程度要明顯強于單一污染。PAHs、SO2單一

4、及復合污染均引起了植物組織細胞抗氧化系統(tǒng)的應激變化，GPX是對高濃度SO2(500-1000mg·kg-1)污染較敏感的指標，高濃度條件下表現為酶活性被顯著抑制;CAT是對高濃度PAHs(100mg·kg-1)脅迫較敏感的指標，高濃度條件下也表現為酶活性被顯著抑制;POD在PAHs、SO2單一及復合污染條件下均表現為被顯著誘導;CAT在低濃度復合污染條件下表現為被顯著誘導。
　　 (3)土壤蔗糖酶與土壤脫氫酶對PAHs、SO2單

5、一及復合污染變化規(guī)律具有相似性，中、低濃度表現為促進，高濃度表現為抑制。脫氫酶和蔗糖酶活性與PAHs濃度均出現顯著負相關(r=-0.893，r=-0.908，P＜0.05);PAHs與SO2單一及復合污染條件下，黑麥草處理組的脲酶活性總體呈現一定程度激活作用，黑麥草土壤脲酶活性與SO2濃度之間成顯著正相關(r=0.952，P＜0.05)，表明土壤中SO2顯著影響土壤脲酶活性。
　　 (4)高濃度PAHs或SO2單一污染脅迫均會對

6、黑麥草土壤中的微生物產生抑制作用，導致部分菌群消失，使微生物群落多樣性及微生物量減少，而低濃度PAHs或低、中濃度SO2則產生促進作用，一定程度上提高了微生物群落的多樣性;PAHs與SO2復合污染脅迫多樣性指數變化幅度均大于各自單一污染脅迫，在低濃度的組合S1P1，S2P2生物多樣性指數比對照增加，而在中、高濃度S3P3，S4P4組合時明顯的抑制了土壤細菌種類，即PAHs與SO2復合污染脅迫高濃度組合表現為協同抑制作用。黑麥草土壤微生物