微生物修复重金属铬污染研究

福建省福州第三中学

作者：邵捷宁

辅导教师：魏丽真  刘东杰  刘会坚

项目简介

随着我国工业化、城市化进程不断加快，重金属污染问题日显突出，污染所导致的严重环境事件时有发生，并呈逐步上升趋势。探索一种经济、高效、安全处理重金属污染的方法已成环保领域的重要任务。本文作者通过对重金属铬污染及治理现状进行广泛调查并对此问题的解决产生了浓厚的兴趣，进而主动进入相关实验室，参与一株从铬污染土壤中分离的枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）对Cr(VI)的处理的相关课题研究。通过实验认识到，枯草芽孢杆菌的游离细胞对Cr(VI)还原能力强，但对还原后的Cr(III)不能很好的固定；枯草芽孢杆菌生物膜对Cr(VI)还原缓慢，但对Cr(III)能表现出较好的固定效果。基于上述实验的认识，作者提出先利用该菌游离细胞将Cr(VI)还原成Cr(III)，再通过生物膜实现Cr(III)有效固定的联合作用模式，并在实验室研究人员的支持下成功将此联合作用模式应用于处理10L含铬电镀废水的处理和回收利用的中试实验，验证了微生物应用于铬污染治理的可行性，并通过收集菌体煅烧回收到三氧化二铬，使废水中的铬得以资源化回用。

通过调查和实验案例，作者尝试对微生物（以枯草芽孢杆菌为例）处理电镀铬废水的处理工艺进行了设计，分析制约微生物法应用的因素，提出优化改进的方向。作者并运用层次分析法构建生态经济适宜性评价模型，通过调查问卷的方式，对微生物法与目前应用的化学还原法、离子交换法进行比选调查，根据调查结果对微生物法的优势和推广价值进行了分析总结，实现了将多目标决策分析方法引入到铬污染修复的环境评价体系中。

模拟酸雨、紫外增强和高温条件对洋地黄花粉活力的影响研究

江苏省常州市第一中学

作者：谢程程

辅导教师：崔妍  王明华

项目简介

由于人类活动导致的酸雨、紫外（UV）增强和气温升高可对地表植物产生不利的影响。结实是植物繁殖的关键过程，国内外关于以上环境因素对植物结实过程的系统研究还极少。花粉对环境条件极其敏感，花粉的活力直接影响了植物的结实。本课题通过不同花粉的比较，选择了洋地黄花粉为易于观察的实验材料，探究了pH3.0（模拟酸雨）、UV-B照射（紫外增强）和40℃(高温)条件对花粉活力的影响。研究观察了3种模拟环境胁迫下，洋地黄花粉的萌发率、TTC还原能力、膜透性、淀粉酶和SOD酶活性，以及对花粉DNA的损伤效应。结果显示：pH3.0对花粉活性影响最大，花粉萌发率、TTC染色中活力花粉的比例、细胞中淀粉酶活性均显示出花粉活力明显低于未处理的对照，红墨水染色中未被染红花粉的比例和细胞膜非电解质渗出率测定显示处理后的花粉透性显著增强，超氧化物歧化酶（SOD）和细胞中丙二醛（MDA）的测定结果说明处理后的花粉细胞过氧化程度增强。结果提示，相比较而言，酸雨对植物生长繁殖过程的危害更大。

研究从3种环境因素入手，探究胁迫条件对于植物花粉活力的影响。研究结论可以运用于农作物产量的预测，花卉对花粉活力降低机制的研究可为科学工作者提供参考资料，以期提高植物在结实过程中的成功率。由于作者时间和实验水平有限，本课题并未研究复合因素对花粉的影响，在花粉的选择上只选取了易于研究的洋地黄花粉，在进一步的研究中作者准备研究一下复合环境因素对植物花粉的影响，使模拟环境更加贴切实际状况，并且尽量选取多种植物花粉进行系统研究。

晋江溪边水库蓝藻暴发成因与植物化感抑藻技术的探索

福建省晋江市养正中学

作者：刘仕焜

辅导教师：曾达颖  黄丽卿

项目简介

项目摘要：本文由一起饮用水突发性藻类污染事件，针对该水库水质现状，藻类生长情况进行监测分析，探索了溪边水库饮用水源地蓝藻暴发过程及原因，为今后研究饮用水源地的生物监测提供了基础数据；提出了天然植物花椒抑藻的解决方案，为植物化感作用抑藻提供试验依据。要得出以下结论：溪边水库总氮含量明显超标，库区水质基本达到富营养化水平。水库中藻类的生长呈现“双峰型”规律．夏季藻种多样性增加，优势种以蓝藻为主。通过软件进行数据相关性分析得出：藻类生长主要受总磷和水温的限制。植物化感抑藻探索实验研究表明花椒因其自身的特点，成为本次研究中效果最好的抑藻天然植物。

选题背景：2011年3月晋江安海自来水有明显腥臭味，6月再次出现异味，水面颜色更深，腥臭味更浓，这个现象引起了我的研究欲望。

目的思路：目的：①调查饮用水突发性藻类暴发的原因及全面考察，②了解生藻成因，明确研究方向，③挑选适合抑藻的天然植物，进行抑藻探究。思路：发现问题—全面调查—了解成因---寻找抑藻。

方法研究过程：①2011年3月份和6月份发现问题，带着问题进入高中学习；②研究性学习课程中就发现的问题和老师探讨，确立了课题研究；③2011年9月经全面调查和考察，形成了对饮用水中藻类污染的数据收集；④10月份始进行了藻类生长的原因探讨；⑤开始寻找抑藻的天然植物并进行对比实验；⑥整理数据，完善实验；⑦形成论文。

科学原理：调查考察法，实验法、理化指标测定、数据软件分析法创新部分：本文采用水库现场监测和实验室分析及主要成分分析结合的方法，对溪边水库蓝藻暴发成因和抑藻的探索。通过监测数据进行成因分析得出：溪边水库蓝藻暴发是水体富营养化和水温升高。通过SPSS19软件进行数据相关性分析得出：藻类生长主要受总磷和水温的限制。植物化感抑藻探索实验。

研究表明：花椒抑藻效果明显。

进一步设想：植物感化抑藻进一步探究。