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靈敏的“土壤勘探員”

2020-06-22 07:44:15何梓瑩王思睿
關(guān)鍵詞:浸出液新城線(xiàn)蟲(chóng)

何梓瑩 王思睿

土壤是植物生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ),近年來(lái),各國(guó)的土壤情況不容樂(lè)觀,甚至威脅生物的正常生存。廣州市順應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的號(hào)召,提出了廣州生態(tài)城市規(guī)劃。

廣鋼新城是廣州最著名的工業(yè)用地轉(zhuǎn)型案例,其前身為廣州鋼鐵廠,在土壤治理過(guò)程中透明度不高。我們想借助社會(huì)調(diào)查,真實(shí)地反饋大眾對(duì)土壤情況的認(rèn)知情況,并借助實(shí)驗(yàn),讓大家對(duì)廣鋼新城土壤如何影響生物的生存有直觀的認(rèn)識(shí)。

一、社會(huì)調(diào)查

選取75名廣州市民作為調(diào)查對(duì)象,其中廣鋼新城居民8名,非廣鋼新城居民67名,發(fā)放問(wèn)卷75份,有效問(wèn)卷75份,有效率為100%。調(diào)查問(wèn)卷中有8道題目,其中包括受訪者對(duì)廣鋼新城周邊土壤信息的獲取情況、對(duì)土壤的影響認(rèn)知以及改善措施3個(gè)板塊。

綜合圖1至圖5的數(shù)據(jù),我們認(rèn)為,群眾對(duì)廣鋼新城土壤情況有著高關(guān)注度、低了解度。群眾普遍認(rèn)為土壤對(duì)環(huán)境有一定影響,尤其會(huì)影響空氣質(zhì)量、植被生存。

我們嘗試通過(guò)探究秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)在廣鋼新城土壤浸出液中運(yùn)動(dòng)能力的變化,評(píng)估廣鋼新城土壤對(duì)生物生存的影響。

二、生物學(xué)實(shí)驗(yàn)

(一)實(shí)驗(yàn)材料

秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)線(xiàn)蟲(chóng)),大腸桿菌OP50,蒸餾水,氯化鈉,牛肉膏,蛋白胨,待檢測(cè)的廣鋼新城土樣6種。

(二)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.制作土壤浸出液

取1g土與10ml蒸餾水,混合并置于搖床上搖晃,直至成懸浮狀態(tài)。過(guò)濾懸濁液,得到土壤浸出液。

2.配置培養(yǎng)基

用0.3g氯化鈉、0.25g蛋白胨、1.7g牛肉膏、100ml蒸餾水配置培養(yǎng)液。按配方制取大腸桿菌液體培養(yǎng)基,在每100ml液體培養(yǎng)基中加入1ml土壤浸出液。用高壓蒸汽滅菌鍋高溫高壓滅菌后取出,在超凈工作臺(tái)上進(jìn)行倒平板操作。待冷卻凝固后,用移液槍移取0.5ml大腸桿菌OP50培養(yǎng)液至培養(yǎng)基上,涂勻。標(biāo)記后放在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h。

3.培養(yǎng)線(xiàn)蟲(chóng)

向每個(gè)配有不同樣本土壤浸出液的培養(yǎng)基中移入10條線(xiàn)蟲(chóng),常溫培養(yǎng)24h。

4.實(shí)驗(yàn)設(shè)置

設(shè)置6個(gè)加入同濃度、不同樣本的土壤浸出液的培養(yǎng)基,另設(shè)1個(gè)對(duì)照組,移入相同數(shù)量的線(xiàn)蟲(chóng),在同等條件下培養(yǎng)相同時(shí)間。

用顯微鏡觀察線(xiàn)蟲(chóng)的頭部擺動(dòng)頻率(以線(xiàn)蟲(chóng)頭部來(lái)回?cái)[動(dòng)記為1次,每次記錄時(shí)長(zhǎng)為1min),身體彎曲頻率(以線(xiàn)蟲(chóng)身體長(zhǎng)軸方向上一個(gè)彎曲波動(dòng)記為1次,每次記錄時(shí)長(zhǎng)為1min)。

每個(gè)培養(yǎng)基每次選取10條線(xiàn)蟲(chóng)記錄指標(biāo),重復(fù)3次,去掉最高值、最低值以及死亡的線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)值(對(duì)機(jī)械刺激無(wú)任何反應(yīng)即視為死亡),求出剩余數(shù)值的平均值。

(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

廣鋼新城土壤對(duì)線(xiàn)蟲(chóng)頭部擺動(dòng)頻率、身體彎曲頻率以及存活率的影響如表1所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,1、2號(hào)土壤對(duì)線(xiàn)蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力有促進(jìn)作用,推測(cè)其土壤中有促進(jìn)運(yùn)動(dòng)的因子存在,總體治理效果較好。5號(hào)土壤對(duì)線(xiàn)蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力有抑制作用,推測(cè)其含有明顯抑制運(yùn)動(dòng)的因子,不利于線(xiàn)蟲(chóng)的生存,治理效果欠佳。3、6號(hào)土壤中可能存在抑制線(xiàn)蟲(chóng)頭部擺動(dòng)的因子,促進(jìn)線(xiàn)蟲(chóng)身體彎曲的因子較少。

我們推測(cè),線(xiàn)蟲(chóng)的神經(jīng)肌肉接頭主要集中在咽部、全身肌肉壁組織和生殖孔,土壤中的某些因子阻礙了線(xiàn)蟲(chóng)內(nèi)部組織的信號(hào)傳遞作用,造成信號(hào)丟失和中斷,進(jìn)而加速多巴胺神經(jīng)元的退變,影響其部分神經(jīng)系統(tǒng)的功能,最終導(dǎo)致其進(jìn)食行為缺陷,需要身體彎曲移動(dòng)彌補(bǔ)。4號(hào)土壤中的線(xiàn)蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力與對(duì)照組基本一致,說(shuō)明其土壤情況與正常土壤類(lèi)似。

三、結(jié)論與展望

線(xiàn)蟲(chóng)是一種典型的模式生物,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、遺傳背景清晰,生長(zhǎng)周期短,便于培養(yǎng),可用于毒理學(xué)研究和作為生物感受器用于環(huán)境污染的檢測(cè)研究,體現(xiàn)了生物監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。我們將線(xiàn)蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力作為評(píng)估指標(biāo),直觀表現(xiàn)了廣鋼新城土壤對(duì)生物生存的影響,具有較強(qiáng)的代表性。

近幾年,政府主要對(duì)廣鐵新城北區(qū)的土壤進(jìn)行治理,采取了將污染土壤清挖、運(yùn)輸、暫存至南區(qū)的方式,但這種方式在緩解北區(qū)污染的同時(shí),對(duì)南區(qū)也造成了一定的污染。挖埋是土壤治理的常用方法,但這種方法沒(méi)有從根本誘因上對(duì)土壤完成治理,不利于存放廢棄土壤區(qū)域生物的生存,建議采取玻璃固化法以確保土壤的穩(wěn)定性。

對(duì)于不利于生物生存的土壤環(huán)境,可采取化學(xué)方法整治,如淋洗法,但在使用過(guò)程中需考慮其對(duì)地下水及土壤肥力的影響。對(duì)生物生存影響較小的地區(qū),建議使用生物方法。微生物修復(fù)法及植物修復(fù)法不僅可以改善土壤質(zhì)量,還可以提高土壤肥力,應(yīng)成為未來(lái)廣鋼新城首選的治理方法。

綜合以上分析,我們認(rèn)為,廣鋼新城總體土壤情況得到改善,適宜生物生存。但大眾對(duì)廣鋼新城土壤質(zhì)量的評(píng)估并不準(zhǔn)確,盡管環(huán)保局出示了相關(guān)報(bào)告闡明治理效果,但缺乏具體數(shù)據(jù),表達(dá)不直觀。

因此,我們呼吁相關(guān)職能部門(mén)進(jìn)行透明化治理,將更準(zhǔn)確、完整的數(shù)據(jù)公之于眾,使大眾更好地了解廣鋼新城的土壤治理情況。(指導(dǎo)老師:林 佳)

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