根际微生物降解有机氯农药探析.docx

《根际微生物降解有机氯农药探析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《根际微生物降解有机氯农药探析.docx（11页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、根际微生物降解有机氯农药探析通过盆栽模拟试验，研究黑麦草的根系分泌物对根际微生物降解有机氯农药的影响效应。结果显示，在供试含量范围内，根系分泌物介导下植物土壤微生物系统对污染物的去除具有明显的促进作用：个处理中，对的去除率最高，较对照组高出，较土壤微生物活性被抑制的植物土壤系统高出。借助细菌计数法对根际微生物数量的检测结果则显示，一样污染水平下，系统里微生物数量最多，次之，最少。讲明黑麦草的根系分泌物对去除效果的促进作用可能与根际微生物种群数量的变化有关：根系分泌物的存在提高了根际微生物的种群数量，其降解效能随之提高。关键词：有机氯农药；黑麦草；根系分泌物；根际微生物有机氯农药是一类高残留、生

2、物富集性强的农药，性质稳定、水溶性差，极易吸附在土壤中，并通过食物链对生态环境和人体健康产生危害。我国虽从年开场禁止使用，但目前仍可在多数土壤中检出。随着全球范围内对环境保护和食品安全的日益重视，怎样去除环境中残留已成为环境科学的研究热门。降解有机氯的方法有很多种，如化学法、物理法和植物修复。其中，植物修复技术因操作简便、环境友好、修复效果明显，已成为治理残留农药的重要途径。本研究拟以成都平原主要蔬菜地土壤中的污染状况为参照，以研究较多的黑麦草为试验材料，系统研究复合污染状态下黑麦草的根系分泌物对根际微生物降解的影响效应、讨论其影响机制，为植物修复技术提供理论与实践根据。材料与方法试验材料土壤

3、：供试土壤为中性紫色土，采自成都大学十陵校区旱地表层，取样深度为。新鲜土样去除石子和植物残体，分为两部分，部分直接过筛后混合均匀，供盆栽培养植物用；部分风干后研磨过筛，用于土壤基本性质测定。经检测，理化性质如下：，有机质含量，阳离子交换量，速效、分别为、；砂粒、粉粒和黏粒的比例分别为、和。土壤风干后过筛，备用。植物：选取修复效果较好的黑麦草为供试草坪其周边地区，选择大小相当植株，用消毒、蒸馏水清洗其根部后作移栽使用。主要仪器：气相色谱仪，电子捕获检测器，系列自动进样器；数控超声波清洗器、电热恒温培养箱、低速离心机、电子天平、电热恒温鼓风枯燥箱、针筒式过滤器、万用电炉、酸度计、层析柱、分析用研磨

4、机、高压蒸气灭菌锅等。试剂：混标：、，、，、，、，、，、六氯苯、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、氯丹、氯丹、硫丹、硫丹、硫丹硫酸盐、异狄氏剂醛、异狄氏剂酮、七氯、环氧七氯、甲氧滴滴滴，购自公司；无水硫酸钠、丙酮、正己烷等为分析纯，购自成都市科农化工试剂厂。检测方法土样前处理参照的方法。分析：层析柱，程序升温：初温；升至，升至保持；升至保留。进样温度，检测温度；氮气流速：；尾吹：；不分流进样，进样量。分析：岛津气相色谱，离子阱质谱，色谱质谱接口温度，离子源温度；离子化方式：；电子能量：；溶剂延迟：；全扫描范围：。根据此方法，回收率为，检出限为。试验设计收集根系分泌物采用土培法进行黑麦草根系培养，待培养

5、后，选择长势一致的植株转入烧杯中培养。移苗后的植株先用蒸馏水缓苗，然后更换为营养液，培养，期间天天补充营养液维持液面高度。之后将营养液更换为含定量的半量营养液，进行胁迫处理，后，黑麦草由胁迫液中移出，洗净根外表，再顺次用和氯霉素溶液浸泡和，蒸馏水洗净遍后，浸于盛有适量超纯水的烧杯中锡纸包裹杯壁，确保根部避光；液面高度以漫过根部为宜中收集根系分泌物，每更换次收集液，连续收集次。合并收集液，过的滤膜，对收集液进行真空旋转蒸发浓缩，浓缩约倍后，获得总有机碳为的根系分泌物浓缩液，于保存。配置污染土样以成都市区蔬菜地土壤中实际复合污染状态为参照，按照一定浓度比例，分别称取一定量的、艾氏剂、狄氏剂、毒杀芬

6、、灭蚁灵、硫丹、环氧七氯、氯丹等溶于丙酮溶液中，均匀洒在土壤表层，待丙酮挥发后，屡次搅拌，混匀，遮光封口、加盖，室温下平衡。法测定土壤中初始浓度为，其中，、艾氏剂、狄氏剂、狄氏剂、毒杀芬、灭蚁灵、硫丹、环氧七氯、氯丹的含量分别为、和。以此为基础，分别用一定量未污染土对土样进行稀释，搅拌混匀，遮光条件下室温内下平衡后，测得其含量分别为：、。模拟修复试验个处理、个重复，处理对照，：污染土样；处理：参加抑制微生物活性的污染土样；处理：参加黑麦草根系分泌物的污染土样。温室平衡后，检测各处理中残留量。细菌培养与计数准确称量牛肉膏、蛋白胨、琼脂配制溶液，用将调至左右。热溶后，将培养基分装于个三角锥形瓶中、

7、加塞，、条件下高压蒸汽灭菌。将灭菌后的培养基在没有凝固之前倒入同样灭菌的平板共套中；混菌法分别对不同处理各个污染水平的根际土壤悬液接种，共组，另设无污染土样做对照，并根据一定浓度梯度取、根系分泌物浓缩液定容至分别向处理的组平板中参加根系分泌物浓缩液，各设置个重复。、无菌条件下恒温培养后，计算各自菌落数。数据处理采用软件进行数据处理、软件法分析不同处理间差异显著性。其中，降解率计算式为：；代表土壤中初始浓度，表示各处理下土壤中的残留浓度。结果与分析不同处理土壤中的降解差异模拟修复试验于温室平衡后，、处理所在土壤中的降解率与初始浓度关系如图所示。能够看出，随着的污染水平的增加，的残留量越高；一样污

8、染水平下，土壤中的降解率表现为，差异显著。在去除效果上，土壤根系分泌物系统所在土壤中降解率平均为；微生物活性被抑制的土壤中所在土壤中降解率平均为；土壤系统所在土壤降解率为，不同处理间差异显著。因自然光解、挥发、吸附等因素对植物修复的奉献相对较小，处理中的高降解率可能与所添加的根系分泌物有关。根系分泌物添加量对降解率的差异图为根系分泌物添加量对同一污染水平土壤中修复效果的影响。能够看出，根系分泌物的添加量不同，土壤系统降解率也不一样，总体上修复效果随根系分泌物添加量的增加而加强，添加量为约合时增幅最大。不同处理土壤中细菌数差异图为不同污染水平下不同处理中细菌总数差异。同一个污染水平下图，的细菌数

9、最多，次之、最少，三者差异显著。讲明根系分泌物的存在使得土壤修复系统中细菌总数增加。一样处理条件下图，除添加的抑制微生物活性的处理外，土壤中细菌总数均随着污染水平的升高而增加，在水平常均明显高于无污染对照土壤，其原因可能与高浓度的污染物存在能够为细菌生长提供更多的可利用碳源有关。不同根系分泌物添加量土壤中细菌数差异图为一样污染水平下处理中不同根系分泌物添加量对细菌总数的影响。能够看出，根系分泌物添加量越多，根际土壤中细菌总数越多，讲明根系分泌物的存在加快了细菌的生长代谢，使得细菌的种群数量增加。试验含量范围内，其他污染水平条件下，根系分泌物添加量对细菌总数的影响趋势与污染水平下一样。讨论与结论

10、植物的存在能加快土壤中有机污染物的去除，根系分泌物营造的根际环境则是污染物快速消解的重要原因。植物修复经过中，根系分泌物在改善土壤属性、提高污染物生物可利用性、缓解环境胁迫等方面具有重要作用。一方面，根系分泌的某些胞外酶能够直接介入污染物的降解经过；另一方面，分泌物中的可溶性糖、低分子量有机酸、氨基酸等物质，为根际微生物提供充足的营养，增加根际微生物的数量、提高微生物活性，进而加速污染物降解。同时，根系分泌物还会直接影响污染物的固定和活化，进而影响污染物在土壤植物系统中的迁移转化行为、促进的去除。本研究表明，黑麦草根系分泌物对降解有促进作用。降解平衡后，根系分泌物介导下植物土壤微生物系统中降解

11、率为，去除效果明显大于、。一样污染水平下，中细菌总数明显大于，讲明根系分泌物对细菌的生长代谢有促进作用；一样污染水平下，土壤中细菌总数随根系分泌物添加量的增加而增加，讲明根系分泌物为细菌的生长代谢提供了营养条件，到达一定限值后，根系分泌物浓度对细菌总数的影响逐步减小，这是由于土壤微生物对其本身的营养到达饱和。研究显示，根系分泌物促进了土壤中微生物的生长发育，进而使得土壤中降解率的增大。尽管土壤吸附、挥发、光解等经过也是土壤中的减少原因之一，但根系分泌物微生物间的交互作用是修复土壤污染的主要途径。本研究中，中浓度的降低，主要是非生物挥发、光解、土壤吸附等作用的结果，但非生物因素的去除不是主要的原

12、因，仅占。而中浓度的降低主要有两方面原因：第一，土壤中固有微生物分解即土壤微生物的降解作用，这部分作用奉献率可用的平均去除率减去的平均去除率得到，土壤微生物降解作用为，可见，土壤微生物的去除也不是去除的主要原因；第二，非生物作用挥发、光解、土壤吸附的结果，这部分作用与的去除率一样，为。比照分析与可知，微生物作用为，非生物因素作用为，污染土壤中微生物降解效果高于非生物因素，处理土壤比处理土壤多降解的为微生物作用的结果。中去除，是土壤微生物分解、非生物作用挥发、光解、土壤吸附等、根系分泌物对根际微生物降解效能促进作用等因素共同作用的结果。其中，根系分泌物与微生物共同作用为，根系分泌物促进微生物降解

13、为。比照分析不同处理中残留量可知，黑麦草根系分泌物的存在对土壤中降解具有促进作用。一样污染水平下，土壤中细菌总数随根系分泌物添加量的增加而增加，到一定限值后增加趋势减小，其主要原因是根系分泌物的存在为微生物的生长提供了能量，加快了微生物生长代谢的速度，土壤中微生物数量迅速增加，其降解率也就相应增加。可见，在整个经过中，根系分泌物起到了增加微生物的数量和提高微生物降解效能的作用，同时土壤中的根系分泌物含量到达一定值后，即超过了微生物所需的能量，则根系分泌物对微生物的影响也减小。也就是讲，根系分泌物到达一定的范围后，微生物生长代谢所需营养到达饱和，所以根系分泌物添加量对细菌数目的影响减小。植物修复经过中，根系分泌物对根际微生物的降解效能具有促进作用。在的修复平衡试验中，约有的被降解，但非生物因子作用仅占土壤中总量的，微生物作用占，根系分泌物微生物协同作用比微生物单独作用的残留量低。根系分泌物的存在为微生物生长代谢提供营养和能量物质、代谢活性加快，微生物种群数量增加，进而强化了根际微生物的降解效能、提高了土壤中降解率。