【摘 要】
：
多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）是土壤中广泛存在的一类持久性有机污染物,其环境行为及其毒性效应备受关注。微生物群落是土壤生态系统的重要组成部分,在维护和指示土壤健康方面发挥关键作用。已有研究证实PAHs会影响土壤微生物活性并对功能微生物产生毒性效应。目前探究PAHs对土壤微生物群落网络关系、碳氮循环功能等方面的影响的研究较少。本研究选取三种PA
论文部分内容阅读
多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）是土壤中广泛存在的一类持久性有机污染物,其环境行为及其毒性效应备受关注。微生物群落是土壤生态系统的重要组成部分,在维护和指示土壤健康方面发挥关键作用。已有研究证实PAHs会影响土壤微生物活性并对功能微生物产生毒性效应。目前探究PAHs对土壤微生物群落网络关系、碳氮循环功能等方面的影响的研究较少。本研究选取三种PAHs（菲、芘和苯并[a]芘）为目标污染物,探究其在土壤中的好氧微生物降解规律,耦合土壤微生物群落多样性、组成和共现性网络关系揭示PAHs对微生物群落结构的影响特征,通过分析土壤酶活性、碳源代谢功能和氮循环功能的变化明确PAHs对土壤微生物功能的影响效应。论文主要研究结论如下:（1）PAHs好氧微生物降解实验表明:土壤微生物在PAHs的衰减过程中发挥关键作用,菲、芘和苯并[a]芘在土壤中的好氧微生物降解分别符合二级、零级和二级动力学,半衰期依次为7 d,37 d和59 d,表明结构越复杂、疏水性越强的PAHs在土壤中的降解速率越低。对编码羟基化双加氧酶（ring hydroxylating dioxygenase,RHD）的RHD-GP和RHD-GN基因的定量分析结果表明革兰氏阳性和阴性功能菌在菲和芘的不同降解阶段发挥作用,而在苯并[a]芘降解过程中革兰氏阴性菌起主要作用。（2）PAHs对土壤微生物群落结构的影响实验表明:菲和芘均刺激土壤细菌数量增加,而苯并[a]芘仅降低了真菌的数量;菲降低了细菌群落多样性,而芘和苯并[a]芘增加了细菌丰富度,对真菌多样性无显著影响。在群落组成方面,菲主要富集了变形菌门,芘和苯并[a]芘则增加了厚壁菌门的丰度,三种PAHs污染均抑制了蓝细菌门的丰度;线性判别分析结果进一步表明,与菲相比,芘和苯并[a]芘导致土壤中富集了更丰富的耐受菌,这可能与其增加的响应细菌种类有关。三种PAHs均促进了细菌群落种内合作并改变了核心微生物,菲的促进效果最显著;芘和苯并[a]芘均改变了真菌群落的核心微生物及营养型,但对细菌-真菌种间关系影响呈相反趋势,芘减少了种间合作关系,而苯并[a]芘增加了种间合作关系并减少了连接节点,可能对群落稳定性产生影响。（3）PAHs对土壤微生物功能的影响实验表明:菲抑制了土壤脱氢酶的活性,而芘和苯并[a]芘则表现为促进作用,三种PAHs中仅苯并[a]芘对脲酶有显著促进作用。芘和苯并[a]芘均刺激了土壤微生物碳源代谢活性,这与其增强的脱氢酶活性一致,表明其刺激了土壤微生物氧化还原活性;三种PAHs均增强了土壤微生物对聚合物碳源的代谢,主要是由于PAHs降解菌的富集,芘和苯并[a]芘还明显增强了对胺类碳源的代谢,表明其污染土壤中微生物对含氮碳源的需求增强。在微生物碳循环相关功能中,三种PAHs均增强了土壤中甲基营养化和甲醇氧化微生物的丰度,表明PAHs刺激了微生物利用其他有机碳化合物的活性。三种PAHs均抑制了土壤氨氧化功能,菲主要降低了氨氧化古菌的丰度,而芘和苯并[a]芘还显著降低了氨氧化细菌的丰度;结合土壤硝态氮和功能基因丰度的变化,发现菲的降解可能与土壤反硝化过程耦合,从而促进反硝化微生物的生长;芘和苯并[a]芘对土壤反硝化微生物和固氮微生物均表现为抑制作用,苯并[a]芘抑制作用更强。
其他文献
污水处理厂尾水中的氮、磷是受纳水体的重要污染源,尾水深度处理对水体污染防治具有重要意义。当前尾水的深度处理方式存在投资高、能耗高及易产生二次污染等问题,不利于长期稳定的深度处理。人工湿地（Constructed Wetland,CW）是一种被广泛用于污水处理厂三级处理的低碳、可持续生态处理技术。然而,由于尾水中缺乏有效碳源,导致传统CW中总氮的去除效能偏低,且伴随强温室气体N2O的释放。因此,强化
近年来由于具有独特的物理化学性质,纳米银（Ag NPs）被广泛的应用于生物技术、电子、医学、环境修复、生物传感器、农业和食品工业等多个领域。纳米银的广泛应用不可避免地导致它们释放到自然水生环境中,并随食物链积累造成严重的生态风险;纳米银潜在的环境风险已成为国内外研究的关注热点,而藻类作为初级生产者,是构成众多生态系统中水生食物链的基础,又因其对外部环境较为敏感常被用作评价外界污染物生物效应的模型生
多环芳烃及其衍生物是一类广泛存在于环境中的有毒有害物质,由于其对生态环境和人体健康存在潜在危害而受到广泛关注。大气沉降,包括大气湿沉降和干沉降,是大气中的污染物进入土壤、水体等其他环境介质的重要途径。然而,前期研究多针对湿沉降或干湿总沉降,对于多环芳烃及其衍生物的干沉降认识还比较少。重庆拥有三峡库区80%的面积,其大气污染会通过大气沉降等过程影响到三峡库区的生态环境安全。本研究采集了2019年1月
受地形限制山地村民多以散居为主,集中式污水处理工艺难以适应其污水收集特征和不能满足其处理要求。现有山地农村污水处理设施少且普适性不强,污水处理装置仍存在曝气能耗大、维护强度高、脱氮能力弱等缺点。因此,如何因地制宜的开发出低能耗、低成本、易维护的污水处理工艺便成为了山地农村分散式生活污水处理的关键。山地村镇具有地形高差较大的特点,其污水处理过程中蕴含着丰富的重力势能,如果能挖掘重力势能以代替传统污水
真菌在自然环境和人造环境中无处不在,它们对人类活动和健康具有巨大而深远的影响,其中有害真菌会对公众和经济健康构成重大威胁。临床上真菌感染已成为常见的感染性疾病之一,死亡率高达30%～60%。所以对真菌的检测鉴别方法研究受到广泛关注。表面增强拉曼散射（SERS）能够产生高于拉曼效应10~6～1012倍的增强信号,达到单分子检测所需的灵敏度。SERS技术因其具有快速、步骤简单、成本低、结果准确且样本损
赤泥是工业制取氧化铝过程中产生的固体废弃物,含有大量的强碱性物质,若高碱度的赤泥渗滤液进入地表水或渗入地下水,会使水体p H大幅升高,造成严重的地表水和地下水污染。高级氧化技术是近年兴起的难降解有机废水处理技术,它通过反应产生具有强氧化性的自由基,可以有效降解有机污染物。赤泥中含有大量的铁氧化物,是高级氧化中常见的催化活性组分。生物炭是环境治理领域的研究重点,其不仅可以用于吸附污染物、改良土壤理化
在众多生物脱氮技术中,厌氧氨氧化（Anammox）属于一类新兴高效的工艺,具备能耗低、污染少的优点,在生物脱氮领域有着广阔的发展前景。但实际含氮废水中可能存在种类繁多的抗生素,而抗生素的抑菌性而对Anammox的工程应用可能存在着一定的威胁,然而已有研究大多考虑极高浓度抗生素的抑制,或者仅停留在表观分析,对抗生素的转化分析了解甚少。因此,本文通过富集培养获得活性更高的厌氧氨氧化菌（AnAOB）;在
季铵盐（Quaternary ammonium compounds,QAC）因功能多样而作为杀菌剂、表面活性剂等广泛应用于油气开采、医护、纺织、印染等行业,是愈发受到关注的具有潜在健康效应的新型有机污染物。废水排放是QAC进入环境的主要途径。但由于其难降解、具有抑制性、易吸附等特性限制了其生物处理。常规高级氧化技术对有机物矿化效果好,然而在处理页岩气开采返排水和反渗透浓液等具有高盐（高卤）特性的季
近年来,随着对生态环境保护的重视程度日益增加,我国在推进生态环境法规与标准体系建设等方面取得了显著进展。2019年12月,我国生态环境部发布了HJ 1082-2019《土壤和沉积物六价铬的测定碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法》（本文简称为AD-FAAS法）,该标准是目前国内唯一的法定土壤和沉积物Cr（Ⅵ）测定方法。然而,一些研究和修复工程项目中发现修复后的Cr（Ⅵ）污染土壤测定结果存在假阳性或负
高铵废水作为常见的工业生产废水,在皮革加工、页岩气开采以及煤加工等过程中大量产生,如未经处理直接排放则会对人体健康以及自然环境产生极大危害。铵仅由N、H元素组成,是高能量密度无碳存储载体。运用生物电化学方法,将废水中铵作电子供体被微生物转化为氮气,同时具有回收清洁能源氢气的潜力。探索高铵废水生物电化学厌氧铵氧化脱氮与同步产氢的机制,可以为发展高铵废水处理新技术提供理论依据和参考,其所产生氢气在推进