Cd-DDT復合污染土壤的植物與微生物聯(lián)合修復及機理.pdf

1、土壤-作物系統(tǒng)中呈現(xiàn)出“新老污染物共存、無機/有機復合污染”的復雜狀況，特別是重金屬和持久性有機污染物(POPs)造成的復合土壤污染已受到廣泛關(guān)注。近年來不斷爆發(fā)的人體、土-水環(huán)境污染事件，為污染土壤治理與修復提出了迫切的需求。本研究以重金屬(Cd)-有機氯農(nóng)藥(DDT)復合污染農(nóng)田土壤為研究對象，開展了復合污染土壤植物-微生物聯(lián)合修復技術(shù)及機制研究，取得的主要研究結(jié)果如下:
　　 1.研究21份不同基因型南瓜(Cucurbit

2、apepossp)品種對復合污染土壤中Cd和DDs（DDT,DDD，DDE的總稱）的吸收和積累能力的差異性。結(jié)果表明，不同南瓜品種對土壤DDs和Cd的積累及轉(zhuǎn)運能力差異較大。南瓜果實、葉、莖、根DDs的平均含量分別為338.4-793.2、1619-1812、1273-3548、3396-12811ngg-1DW，Cd平均含量分別為0.26-1.12、0.49-2.25、1.04-4.84、1.61-7.72mgkg-1DW。南瓜地上部

3、對Cd和DDs的轉(zhuǎn)運系數(shù)(TF)平均值分別為0.79和0.60，富集系數(shù)(BAF)則分別為1.68和1.54。經(jīng)盆栽實驗驗證，“特別選蜜本王”可以認定為Cd和DDs低積累型南瓜，在中輕度Cd和DDs（Cd≤1.50mgkg-1，DDs≤1.00mgkg1）復合污染土壤上種植該品種亦可保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，而“日本紅甜蜜”南瓜具有共富集Cd和DDs的潛力，適宜作為Cd-DDs復合污染土壤的植物修復材料。
　　 2.研發(fā)復合污染土壤

4、的生物修復技術(shù)是治理污染土壤的重要舉措。在Cd-DDs復合污染土壤條件下，盆栽實驗中土壤接種DDT-1增加了東南景天的根系生物量，采用東南景天與DDT-1聯(lián)合修復技術(shù)，去除了土壤中32.1-40.3％Cd和33.9-37.6％DDs，隨之進行了為期18個月的大田試驗，土壤Cd和DDs污染水平分別降低了31.1％和53.6％，大田數(shù)據(jù)很好地驗證了該修復方法的有效性和可行性?？梢姡瑧脰|南景天與DDT降解菌聯(lián)合修復技術(shù)，是修復Cd-DDs復

5、合污染土壤的有效手段。
　　 3.采用東南景天/小白菜（油冬兒）與DDT-1聯(lián)合修復技術(shù)，增加了油冬兒的根生物量（P＜0.05），但對其地上部的生物量無顯著影響，增加了東南景天的根部和地上部的生物量(P＜0.05);應用該聯(lián)合修復技術(shù)顯著降低了油冬兒根部和地上部Cd含量，降幅分別高達48.0-51.5％和54.7-71.4％;顯著降低了其根部總DDs含量，降幅高達37％。土壤Cd和DDs的去除率分別達到30-46％和36.8-4

6、2.7％。激光掃描共聚焦顯微鏡的觀測的結(jié)果表明，DDT-1大量定殖在根際土壤及東南景天的根毛和根表處。對土壤微生物多樣性進行T-RFLP分析，結(jié)果表明，在所有包含植物的處理中土壤細菌群落豐富度指數(shù)(S)、Shannon指數(shù)（H’）、均勻度指數(shù)(E)和Simpson指數(shù)(D’)明顯高于無植物對照組。因此，應用該修復技術(shù)既可以修復中輕度復合污染土壤又可以提高小白菜的安全系數(shù)，是有應用前景的生物修復策略。
　　 4.采用東南景天/南瓜

7、與DDT-1聯(lián)合修復技術(shù)，顯著增加了南瓜根部和地上部的生物量（P＜0.05），增幅分別為26.8和21.7％，但對東南景天根部和地上部的生物量均無顯著影響。在低Cd-DDs濃度處理中，無明顯降低兩者根部及地上部的Cd含量，但在高Cd-DDs濃度處理中，降低了南瓜根部的Cd含量(P＜0.05)，降幅為33.0-40.6％。南瓜根部DDs含量無顯著變化，地上部DDs含量則顯著降低了38.2-44.5％;東南景天根部DDs含量顯著增加了34.

8、7-67.7％，地上部DDs含量顯著降低了19.3-39.2％(P＜0.05)。土壤Cd和DDs的去除率分別達到41.9-60.7％7.5-45.2％。研究了南瓜中Cd和DDs的微區(qū)分布特征，結(jié)果表明，南瓜根部Cd主要分布在表皮細胞壁和和維管束，而莖部Cd主要分布在厚壁組織（纖維）和基本組織的液泡;南瓜根部DDs主要分布在中柱和吸附在根毛表面，而莖部DDs主要分布在維管束、基本組織的液泡和腺毛體;激光掃描共聚焦顯微鏡觀測結(jié)果表明，DDT