鈾污染土壤牧草-微生物聯(lián)合修復(fù)工藝研究.pdf

1、近年來(lái)，植物修復(fù)已成為環(huán)境修復(fù)治理的研究中心，然而其周期長(zhǎng)、效率低等問(wèn)題備受質(zhì)疑。微生物是天然的螯合劑，有效的使用微生物，能高效的促進(jìn)修復(fù)成效。因此建立植物-微生物的共同修復(fù)體系可以更好地提高修復(fù)效率，縮短修復(fù)周期。本文中選用牧草為修復(fù)植物，開(kāi)展了鈾脅迫下的種子萌發(fā)，優(yōu)勢(shì)牧草生長(zhǎng)發(fā)育及富集，微生物組合的篩選，植物微生物聯(lián)合修復(fù)，以及刈割強(qiáng)度對(duì)牧草生長(zhǎng)及鈾富集的影響等研究。主要情況如下：
　　（1）鈾脅迫下牧草種子萌發(fā)篩選：研究針對(duì)

2、24種牧草進(jìn)行了鈾脅迫下的種子萌發(fā)分析，通過(guò)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和活力指數(shù)等指標(biāo)初步篩選出優(yōu)勢(shì)種質(zhì)材料。結(jié)果表明蘇丹草（Sorghum sudanense(Piper) Stapf），多花黑麥草（Lolium multiflorum Lamk.），單年生黑麥草（Lolium perenne L.），提摩西（Phleum pratense L.），果樹(shù)草（Dactylis glomerata L.），紫花苜蓿（Medicago sativa L

3、.），提摩西（Phleum pratense L.）等為優(yōu)勢(shì)種質(zhì)材料。
　?。?）鈾脅迫下優(yōu)勢(shì)牧草生長(zhǎng)發(fā)育及鈾富集情況分析：對(duì)上述萌發(fā)情況較好的牧草進(jìn)行鈾脅迫下的土培實(shí)驗(yàn)，以株高、干重及鮮重等生長(zhǎng)指標(biāo)及富集能力篩選出用于聯(lián)合修復(fù)的牧草原材料。分析得出，針對(duì)不同程度鈾污染土壤可分別選用不同牧草進(jìn)行修復(fù)，低濃度污染可采用單年生黑麥草；高濃度污染可采用單年生黑麥草、多花黑麥草。綜合評(píng)價(jià)單年生黑麥草優(yōu)于其他幾種牧草，在不同程度鈾污染土壤中

4、各項(xiàng)生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)穩(wěn)定，生長(zhǎng)狀況良好，根系粗壯發(fā)達(dá)。
　?。?）微生物組合篩選：本研究對(duì)檸檬酸桿菌（Citrobacter Werkman and Gillen）、膠質(zhì)芽孢桿菌（Bacillus mucitaginosus）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、蘇云金芽胞桿菌（Bacillus thuringiensis）、蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus.Frankland）等5種菌種進(jìn)行50 mg/L

5、鈾脅迫下的正交組合實(shí)驗(yàn)，考察各組合在鈾脅迫下的共生效果，測(cè)定優(yōu)勢(shì)組合菌IAA、ACC脫氨酶和鐵載體的分泌能力。分析獲得5種共生效果較好且鈾耐受性強(qiáng)的組合微生物，依照植物促生指標(biāo)IAA、ACC脫氨酶和鐵載體的分泌能力檢測(cè)篩選出組合4、組合10和組合12為優(yōu)勢(shì)微生物組合，有機(jī)會(huì)應(yīng)用到與植物的聯(lián)合修復(fù)中。
　?。?）植物微生物聯(lián)合修復(fù)：采用根部注射的方法進(jìn)行微生物添加，檢測(cè)牧草的生長(zhǎng)及富集指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)組合1和組合3對(duì)3種牧草的生物量和富集

6、能力都有較強(qiáng)的促進(jìn)效果，綜合考慮根據(jù)不同污染情況采用相應(yīng)的組合體系完成修復(fù)工作，在高于100mg/kg鈾污染土壤的治理中使用單年生黑麥草與微生物組合3的植物微生物聯(lián)合修復(fù)體系；在低于50mg/kg鈾污染土壤的治理中使用多花黑麥草與微生物組合3的植物微生物聯(lián)合修復(fù)體系。
　　（5）刈割強(qiáng)度對(duì)牧草生長(zhǎng)及鈾富集的影響：采用不同刈割強(qiáng)度的方案對(duì)牧草采取割茬處理，對(duì)比不同處理下的生物量及鈾積累量。研究表明刈割強(qiáng)度直接決定著牧草的二次生長(zhǎng)狀況

7、，且二次收割的鈾富集量并不低于初次刈割；重度刈割強(qiáng)度（1號(hào)）嚴(yán)重阻礙了其光合作用的完成，影響了其2次生長(zhǎng)，且對(duì)鈾的積累量較低，相對(duì)于另外兩種方案有較大的迫害性，不易使用；中度刈割強(qiáng)度（2號(hào)）在不影響牧草正常生長(zhǎng)的情況下，有效的促進(jìn)了單年生黑麥草對(duì)鈾的富集能力，同時(shí)也使其對(duì)鈾的積累量達(dá)到22.75g，可實(shí)際應(yīng)用于鈾污染土壤的治理。
　　綜上，選用單年生黑麥草與膠質(zhì)芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌聯(lián)合修復(fù)高濃度鈾污染土壤；選用多花黑麥草與膠質(zhì)芽