本研究以粤北大宝山多金属矿酸性矿山废水(AMD)长期污染的农业土壤为研究对象,研究不同污染梯度和土地利用条件下重金属形态和活性对对土壤微生物种群结构,群落大小以及微生物活性指标间的影响。应用变性凝胶梯度电脉 DGGE 方法进行土壤 DNA 提取,并分别对土壤细菌16S rDNA 和真菌18S rDNA 进行扩增、变性凝胶电脉和 DGGE 图谱分析,以实现梯度污染水平下的土壤不同种类微生物的 DNA 指纹分析,并对关键样品 DNA 进行序列分析。同时,利用新近发展完善起来的"土柱-Donnan 膜技术(SC-DMT)",利用去质子化的酸性硫酸基聚苯乙烯-二乙烯基苯阳离子交换膜和待测土壤(土柱)联动装置,实现土壤溶液平衡条件下的 Cu,Pb,Zn,Cd 多金属元素活性自由态离子的准确、实时、动态测定。同时,利用7步分段选择性连续化学浸提方法(SSEs),使用不同的化学试剂针对各土壤化学相进行浸提,测定金属形态,包括水溶态、交换态、锰氧化物态、无定形氧化铁态、结晶氧化铁态、可氧化的有机态和硫化物、残渣态等。结果表明:超过一半的重金属为可浸提形态,其中无定形态氧化铁、结晶态氧化铁和氧化锰结合态重金属含量最高,而自由态、水溶性有机结合态和交换态金属次之,而有机质固定态金属含量相对较低。同时,不同土地利用类型间的土壤细菌和真菌数量、活性指标和 DNA 图谱数量和种类显著差异,上述生物学指标与重金属活性指标之间存在显著的负相关关系。序列分析表明,样品中存在具有强耐性的优势菌种。本研究利用主成分分析揭示并建立这些多变量之间的数量关系,并为陆地生态环境治理,提高污染土壤
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