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芳香植物精油强化修复多环芳烃污染土壤研究

申报人:马莉 申报日期:2023-10-05

基本情况

第二十八期“上海交通大学大学生创新实践计划”
芳香植物精油强化修复多环芳烃污染土壤研究
创新训练项目
农学
自然保护与环境生态类
创新类
设计学院
马莉
指导教师
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马莉,哲学博士,设计学院风景园林系长聘教轨副教授,芳香植物研发中心成员。研究方向为:基于芳香植物的植物修复及疗愈功效研究。主持国家自然科学基金及上海市科委项目各一项,获2019上海市浦江人才。以(共同)第一/通讯作者身份发表论文14篇,申请/授权发明专利5项,指导院优秀毕业设计。
本项目拟申请经费1.5万元,主要用于植物材料等耗材的购买和分析测试费,指导教师将给予1:1配套经费支持。

芳香植物是一类具有香气和可供提取精油的一类植物。精油是芳香植物响应并抵抗逆境(干旱、水涝、污染、辐射、冷冻)而产生的次生代谢产物。精油的主要成分是萜烯和苯丙素类物质,前者如蒎烯、柠檬烯、薄荷醇、橙花醇等,后者包括百里香酚、肉桂醛、丁香酚等,在抗氧化、抑菌、缓解情绪障碍等方面具有显著功效,因此含有精油的芳香植物花园在地上部分可对人类起到一定的疗愈作用。而其对地下生态环境的“疗愈”“修复”作用有待进一步研究。

先前有少数研究表明丁香酚、柠檬烯等化合物可以通过诱导土壤微生物表达降解污染物的酶基因,从而达到强化土壤自然净化污染物的作用。鉴于萜烯、酚类物质是芳香植物精油的主要成分,那么精油是否亦有如此效果,其机理是什么,有待研究。

鉴于此,本项目拟选取三种植物精油,罗勒精油(香芹酚化学型)、柠檬草精油(柠檬烯化学型)、百里香精油(百里酚化学型),并以其对应主成分单体(香芹酚、柠檬烯、百里酚)为对比,分别以三个浓度添加到一多环芳烃污染土壤中,自然条件下培养6个月,分别在第136个月采集土壤样品,分析土壤样品中残留的多环芳烃和精油含量及组分。我们猜测;1)和对照土(不添加精油或其单体)相比,精油的添加可增强土壤多环芳烃的去除率且不同精油的强化效果不一;2)精油的强化效果相对高于其对应单体,可能归因于精油可起到表面活性剂的作用,根据相似相溶原理,精油可溶解多环芳烃,增加其生物可利用性;3)不同单体的强化效果以跟污染物结构相似的单体效果最明显,这可能是因为结构相似,可以激发土壤微生物降解污染物基因的表达。

为了验证以上机理,我们将进一步分析不同采集时间点土壤中的多环芳烃生物可利用性和微生物群落结构及功能形状。研究结果为基于修复功能的芳香花园的构建提供参考。

选题成员

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指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 马莉 登录状态下查看 设计学院 第一指导教师

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结束