生物炭基微生物菌劑在重金屬污染土壤穩(wěn)定化修復(fù)中的應(yīng)用

生物炭基微生物菌劑在重金屬污染土壤穩(wěn)定化修復(fù)中的應(yīng)用導(dǎo)言土壤重金屬污染與修復(fù)是全世界持續(xù)關(guān)注的環(huán)境科技熱點(diǎn)。生物炭與功能性微生物的聯(lián)合修復(fù)是近年來(lái)新興的一種重金屬污染土壤綠色可持續(xù)修復(fù)策略。但當(dāng)前對(duì)于復(fù)合菌劑中生物炭和功能微生物對(duì)土壤重金屬穩(wěn)定化修復(fù)效果的貢獻(xiàn)缺乏討論，對(duì)土壤重金屬穩(wěn)定化修復(fù)效果的評(píng)價(jià)主要通過(guò)單一或連續(xù)化學(xué)提取的金屬形態(tài)分析，亟需基于多受體重金屬生物有效性和土壤功能恢復(fù)的系統(tǒng)性評(píng)價(jià)。中國(guó)科學(xué)院南京土壤討論所駱永明討論員團(tuán)隊(duì)以玉米秸稈型生物炭和重金屬（Cu、Cd）耐性細(xì)菌Pseudomonassp.NT-2為材料，通過(guò)75天的盆栽試驗(yàn)，采納重金屬形態(tài)的Tessier連續(xù)提取法分析和植物、微生物及人體等多受體生物有效性分析，并結(jié)合土壤酶活性分析和基于16SrRNA基因的高通量測(cè)序分析，系統(tǒng)闡明白生物炭負(fù)載微生物菌劑對(duì)Cd、Cu污染土壤的穩(wěn)定化修復(fù)效果與作用機(jī)制。該討論成果近日發(fā)表于環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域一區(qū)Top期刊EnvironmentInternational（IF:7.943）。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009131548133328.png”alt=“微信圖片_20200509222335.png”width=“708”height=“378”/▲圖片1來(lái)源：期刊發(fā)表截圖討論結(jié)果表明，5%生物炭菌劑的施用可使土壤pH維持在7.2-7.5之間；5%生物炭菌劑的添加顯著提高了土壤中殘?jiān)鼞B(tài)Cd和Cu的比例，降低了交換態(tài)Cd和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cu的比例。DTPA提取態(tài)和UBM胃腸提取液模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，5%生物炭菌劑的添加顯著降低了土壤中Cd和Cu的植物有效性和人體生物可給性（圖2）。生物炭菌劑的添加顯著提高了重金屬污染土壤中脲酶和脫氫酶的活性。與單純施加生物炭相比，生物炭基菌劑的添加可提高土壤中重金屬耐性功能菌Pseudomonassp.的豐度，并顯著改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)（圖3）。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009131548134508.jpg”alt=“微信圖片_20200509221423.jpg”width=“1080”height=“826”/<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009131548141924.jpg”alt=“微信圖片_20200509221423.jpg”width=“1080”height=“817”/<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009131548146953.jpg”alt=“微信圖片_20200509221423.jpg”width=“1064”height=“835”/▲圖2修復(fù)過(guò)程中土壤重金屬生物有效性的動(dòng)態(tài)變化(a)植物有效態(tài)Cd（DTPA-Cd）的動(dòng)態(tài)變化；(b)植物有效態(tài)Cu（DTPA-Cu）的動(dòng)態(tài)變化；(c)修復(fù)后土壤的模擬人體胃相Cd和Cu的生物可給性<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009131548151588.jpg”alt=“微信圖片_20200509221423.jpg”width=“1080”height=“1347”/▲圖3不同處理土壤中假單胞菌屬微生物的相對(duì)豐度(a)和微生物群落結(jié)構(gòu)的PCoA分析(b)綜上所述，與單獨(dú)施用生物炭相比，負(fù)載功能微生物NT-2菌