核素污染环境的生物效应与生物修复

目 录
第1章 核素及重金属污染土壤的生物效应及生物修复概述 1
1.1 核素及其伴生重金属污染土壤的来源、危害及特点 1
1.1.1 核素及其伴生重金属污染土壤的来源 1
1.1.2 核素及伴生重金属污染土壤的危害 3
1.1.3 核素及伴生重金属污染土壤的特点 3
1.2 核素及重金属污染土壤治理技术 4
1.2.1 放射性核素污染的物理、化学处理方法 4
1.2.2 放射性核素污染的生物修复技术 5
1.3 核素及重金属污染土壤的植物修复技术 6
1.3.1 放射性污染植物修复技术概念及意义 6
1.3.2 放射性污染植物修复技术类型 6
1.3.3 植物提取修复核素及重金属污染土壤原理及应用 7
1.3.4 影响植物修复效率的因素 8
1.4 核素及重金属污染土壤的微生物修复技术 12
1.4.1 微生物对重金属的生物固定 12
1.4.2 微生物对重金属的生物转化 13
1.4.3 微生物与重金属相互作用的主要机理 13
第2章 核素污染对植物生长发育的影响 16
2.1 Co对植物种子萌发的影响 16
2.1.1 Co耐植物种子发茅率的影响 16
2.1.2 Co胁迫下植物种子生物量的变化 18
2.2 Co对植物生长的影响 20
2.2.1 Co污染土壤对草坪植物生长的影响 20
2.2.2 Co污染水体对植物生物量的影响 22
2.2.3 Co污染土壤对植物生长的影响 24
2.3 Cs、Sr对植物生长的影响 26
2.3.1 Cs、Sr单一及复合处理对红苋菜生长的影响 26
2.3.2 Cs、Sr对鸡冠花幼苗生长的影响 28
第3章 核素对植物光合作用的影响 31
3.1 核素对植物叶片色素含量和组成的影响 31
3.1.1 Sr对植物叶片色素含量的影响 31
3.1.2 Cs对植物叶片色素含量的影响 33
3.1.3 Co对植物叶片色素含量的影响 35
3.2 核素对植物光合作用气体交换参数的影响 41
3.2.1 Sr对植物气体交换参数的影响 42
3.2.2 Cs对植物气体交换参数的影响 43
3.2.3 Co对植物气体交换参数的影响 44
3.3 核素对植物叶片叶绿素荧光参数的影响 50
3.3.1 Sr对植物叶绿素荧光动力学参数的影响 50
3.3.2 Cs对植物叶片叶绿素荧光参数的影响 55
3.3.3 Co对植物叶片叶绿素荧光参数的影响 56
3.4 核素对植物光合作用关键酶活性的影响 58
3.5 核素对植物类囊体膜光合电子传递活性的影响 59
3.5.1 Sr对植物类囊体膜光合电子传递活性的影响 59
3.5.2 Cs对植物类囊体膜光合电子传递活性的影响 60
3.6 核素对光合膜蛋白结构与功能的影响 61
3.6.1 Sr对植物光合膜蛋白鲒构与功能的影响 61
3.6.2 Cs对植物光合膜蛋白结构与功能的影响 66
第4章 核素胁迫对植物生理生化特性的影响 72
4.1 农作物对核素胁迫响应的生理生化特性 73
4.1.1 Sr胁迫对油菜幼苗生理生化特性的影响 73
4.1.2 Cs胁迫对玉米生理生化特性的影响 76
4.1.3 Cs胁迫对小麦生理生化特性的影响 78
4.1.4 Cs和Sr单一及复合处理对红苋菜生理生化特性的影响 79
4.2 绿肥及花卉植物对核素胁迫响应的生理生化特性 82
4.2.1 土壤Cs和Sr胁迫对苏丹草生理生化特性的影响 82
4.2.2 Cs和Sr单一胁迫对蚕豆苗生理生化的影响 85
4.2.3 Cs和Sr对鸡冠花幼苗生理生化的影响 86
4.3 木本植物对核素胁迫响应的生理生化特性 88
4.3.1 Cs胁迫对康定柳生理生化的影响 88
4.3.2 土壤Cs、Sr胁迫对麻疯树幼苗的影响 90
第5章 植物对污染土壤中核素的转运富集能力 100
5.1 绿肥及花卉水培对Cs、Sr的吸收、转运及富集特性 101
5.1.1 水培体系绿肥及花卉对Cs、Sr的吸收特性 101
5.1.2 水培体系中绿肥及花卉对Cs、Sr的转运及富集特性 102
5.2 Cs、Sr单一及复合处理模拟污染土壤对红苋菜富集能力的影响 104
5.2.1 Cs、Sr单一及复合处理模拟污染土壤对红苋菜吸收和转运特性的影响 104
5.2.2 Cs、Sr单一及复合处理模拟污染土壤对红苋菜积累特性的影响 105
5.2.3 不同介质中红苋菜对Cs和Sr富集情况比较 106
5.3 植物对污染环境中Co的富集特性 107
5.3.1 不同植物种子对Co的吸收积累特性 108
5.3.2 不同植物种类对水体中Co的吸收、转运和富集特性 112
5.3.3 植物在不同Co处理浓度土壤中对Co的吸收特性 117
5.3.4 植物对Co的富集能力 118
5.3.5 植物在不同Co处理浓度土壤中对Co的转运特性 118
第6章 核素及重金属污染土壤的植物修复强化技术 120
6.1 植物修复强化技术的主要类型 120
6.1.1 微生物一植物联合修复 120
6.1.2 农艺措施强化修复投术 121
6.1.3 化学诱导强化修复技术 121
6.1.4 基因工程强化修复技术 122
6.1.5 其他强化修复技术 122
6.2 植物激素强化修复技术研究 123
6.2.1 水培条件下植物激素处理对油菜富集Cs、Sr的影响 123
6.2.2 植物激素对Cs、Sr污染土壤中向日葵和红苋菜生长及其积累Cs、Sr的影响 125
6.2.3 植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜生长及其积累Cs、Sr、Cd的影响 131
6.3 表面活性剂强化修复技术研究 135
6.3.1 表面活性剂对蚕豆生长的影响 136
6.3.2 表面活性剂在Co污染土壤中对蚕豆吸收Co能力的影响 137
6.3.3 表面活性剂对蚕豆中Co富集与转运的影响 142
6.3.4 表面活性剂对蚕豆根际土壤理化性质的影响 145
6.4 螯合诱导强化修复技术 151
6.4.1 螯合剂处理对植物生长的影响 151
6.4.2 螯合剂处理对植物Co吸收、转运和富集能力的影响 153
6.4.3 螯合剂处理对3种植物生长土壤中有效Co含量的影响 159
6.5 土壤性质对植物修复土壤核素污染的影响 160
6.5.1 土壤性质对植物修复土壤Sr污染的影响 161
6.5.2 土壤性质对植物修复土壤Cs污染的影响 165
6.6 利用转基因技术改良烟草对Zn的抗性 172
6.6.1 NtMTP1基因的生物信息学分析 172
6.6.2 烟草NtMTP1基因的组织表达模式 174
6.6.3 2n2+诱导NtMTP1基因在烟草中的表达 175
6.6.4 NtMTP1基因植物过量表达载体的构建 176
6.6.5 烟草NtMTP1基因过量表达植株的鉴定 177
6.6.6 烟草NtMTP1基因过量表达植株对Zn胁迫的耐受性分析 177
第7章 放射性核素污染土壤的植物修复技术研究关键问题 179
7.1 放射性核素污染土壤修复利用方式与植物修复类型 179
7.1.1 放射性核素污染土壤修复利用方式 179
7.1.2 植物修复类型 180
7.2 超富集植物标准及条件 181
7.2.1 超富集植物标准 181
7.2.2 超富集植物条件 182
7.2.3 超富集植物选择存在的问题 183
7.3 超富集植物的选择技术 183
7.3.1 超富集植物种类选择 183
7.3.2 超富集植物选择试验方法 184
7.4 模拟污染土壤的配制 185
7.4.1 放射性核素及其伴生重金属污染浓度的确定 185
7.4.2 同位素替代技术及其代表性 186
7.5 植物修复强化技术 1 87
7.5.1 应用植物修复强化技术应遵循的原则 187
7.5.2 提高植物修复效率的途径 187
7.5.3 植物修复强化技术类型 187
第8章 微生物对Sr、Co、Cr的去除效应 197
8.1 微生物对Sr的生物吸附与减量化研究 197
8.1.1 微生物对Sr的吸附富集及动力学 198
8.1.2 固定化微生物对Sr的去除效率研究 210
8.1.3 梯度递降生物吸附与减量化研究 215
8.2 微生物对Co的去除效应 219
8.2.1 去除Co的微生物选育及性能研究 219
8.2.2 微生物去除Co的机理初探 224
8.3 微生物对Cr的去除效应 227
8.3.1 处理Cr6+废水的高效菌筛选及微生物固定化技术体系的初步构建 228
8.3.2 添加剂对微生物固定化技术去除Cr6+的影响 230
8.3.3 混合微生物固定化体系的构建 234
第9章 微生物培养基中Cr、Co的分光光度测定法建立 240
9.1 微生物培养基中Cr3+和Cr6+的分光光度测定法 240
9.1.1 不同物质对单波长法直接测Cr价态的影响 241
9.1.2 不同物质对双波长法测定Cr价态的影响 243
9.2 微生物培养体系中Co的分光光度法测定 246
9.2.1 苦氨酸偶氮变色酸-Co显色体系的优化 246
9.2.2 培养体系中Co分光光度法测定的可行性 249
9.3 细菌胞内Cr价态的溶菌酶联合超声波破碎的测定方法 251
9.3.1 超声波破碎法的细胞破碎效率 252
9.3.2 超声波破碎对Cr价态的影响 254
第10章 核素污染环境的植物一微生物联合修复 256
10.1 丛枝菌根真菌(AMF) 植物联合修复Co污染土壤 257
10.1.1 Co处理土壤中AMF对番茄、向日葵的侵染率 258
10.1.2 AMF时Co处理土壤中番茄、向日葵吸收、转运及富集Co的影响 259
10.2 AMF-植物联合修复Cs污染土壤 263
10.2.1 Cs污染胁迫下宿根高梁接种AMF后的菌根依赖性 263
10.2.2 Cs污染胁迫下宿根高梁接种AMF后的侵染率 264
10.2.3 接种AMF对Cs污染下宿根高梁生理生化的影响 265
10.2.4 AMF对Cs胁迫下宿根高梁根际土壤肥力及土壤酶的影响 273
10.2.5 接种AMF对宿根高梁富集Cs能力的影响 276
参考文献 277