DBP-DEHP單一及與Pb復合污染對土壤微生物量碳及土壤酶的影響研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、鄰苯二甲酸酯(PAEs)類化合物是目前環(huán)境中普遍存在的污染物之一,主要用作塑料增塑劑和農(nóng)藥載體,目前全球增塑劑市場的80%為酞酸酯類化合物。PAEs與塑料之間結(jié)合并不緊密,很容易脫離塑料本體進入環(huán)境,因此塑料制品的廣泛使用導致環(huán)境中PAEs大量增加。研究發(fā)現(xiàn),酞酸酯類化合物具有潛在的生物毒性,已被很多國家限制使用,美國國家環(huán)保局將其列為環(huán)境優(yōu)先污染物,PAEs也被人們稱為“第二個全球性PCB污染物”。
   環(huán)境中各種污染物并不

2、是孤立存在的,大多數(shù)是多種污染物共存形成的復合污染,其中有機物與重金屬復合污染是一類主要的污染類型。本文選取兩種典型的酞酸酯類化合物鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和重金屬Pb為研究對象,考察實際環(huán)境條件下不同土地利用方式土壤申DBP/DEHP含量的年度變化;在實驗室模擬條件下研究不同濃度DBP/DEHP單一及與Pb復合體系在土壤環(huán)境中的降解動態(tài),同時考察污染體系對四種土壤酶(過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲

3、酶和磷酸酶)活性、微生物生物量碳和代謝熵的影響,以期為酞酸酯與鉛復合污染對土壤微生態(tài)環(huán)境的影響及污染控制研究提供科學依據(jù)。研究結(jié)果如下:
   1.不同土地利用方式土壤中DBP/DEHP的年度變化
   (1)從年度(2007年4月至2008年4月)監(jiān)測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),大棚土壤中DBP(7.70-14.63 mg/kg)和DEHP(4.92-10.82mg/kg)含量高于大田土壤DBP(2.23-7.31mg,kg)和DE

4、HP(3.34-9.53 mg/kg)的含量,其中DBP的差異更顯著,表明DBP可能更容易從塑料本體脫離進入周圍環(huán)境。
   (2)大田和大棚土壤DBP和DEHP的含量在4月至9月期間逐漸升高,其中大田土壤DBP/DEHP含量在9月份達到最大值,隨后逐漸降低;大棚土壤DBP含量分別在9月和11月達到最大值,DEHP含量則分別在9月、11月和次年4月達到最大值,不同大棚土壤DBP和DEHP的含量變化存在差異,可能是由于不同大棚種植

5、的農(nóng)作物及施用農(nóng)藥種類不同而導致。
   2.DBP/DEHP單一及與Pb復合污染的生物降解
   (1)土壤中DBP/DEHP主要以生物降解為主,不同濃度DBP/DEHP的生物降解過程可用一級動力學方程來描述(R2均大于0.9),土壤中二者濃度越高半衰期越長;在實驗濃度范圍(10-1000mg/kg)內(nèi),DBP在土壤中的生物降解半衰期為4.38-15.1天,DEHP在土壤中的生物降解半衰期為11.09-26.56天,且

6、相同濃度處理DBP的半衰期小于DEHP,表明DBP的生物降解性高于DEHP。
   (2)復合污染體系中,Pb(300mg/kg)對DBP/DEHP在土壤中的生物降解有抑制作用,其中DBP的生物降解性高于DEHP; Pb脅迫下DBP/DEHP在土壤中的生物降解動態(tài)仍可用一級動力學方程描述(R2均大于0.9),與同濃度(10-500mg/kg)DBP/DEHP單一污染處理相比,Pb脅迫下DBP/DEHP生物降解半衰期顯著延長,分別

7、為6.19-19.21天和16.82-47.48天。
   3.DBP/DEHP單一及與Pb復合污染對土壤微生物生物量碳(Cmic)和代謝熵(qc02)的影響
   (1)不同濃度DBP/DEHP處理,土壤Cmic呈現(xiàn)降低.升高.降低.恢復穩(wěn)定的趨勢;相同濃度(lOOmg/kg)的DBP/DEHP處理,其土壤Cmi。的峰值響應(yīng)不同,DBP處理組的峰值(148.53mg C/kg)出現(xiàn)在培養(yǎng)第6天,DEHP處理組的峰值(1

8、10.54 mg C/kg)出現(xiàn)在培養(yǎng)第15天,且相應(yīng)的DBP處理土壤的qco2低于DEHP,說明DBP比DEHP更容易被土壤微生物利用,DBP的碳源利用率高于DEHP。
   (2)DBP/DEHP與Pb(300mg/kg)復合污染對土壤微生物的影響并非簡單相加作用,在培養(yǎng)初期(25-35天)DBP/DEHP與Pb交互作用對土壤微生物生物量碳的影響多小于兩者單獨作用之和,隨著培養(yǎng)時間延長(從培養(yǎng)第35天開始至培養(yǎng)結(jié)束),交互作

9、用逐漸高于單獨作用之和,但DBP/DEHP的濃度變化對交互作用影響不顯著。隨培養(yǎng)時間的變化Pb對交互作用的影響不同,可能的原因是培養(yǎng)初期微生物將其作為微量元素加以利用,培養(yǎng)后期Pb與DBP/DEHP及其中間降解產(chǎn)物形成了毒性更高的復合體。
   4.DBP/DEHP單一及與Pb復合污染對土壤酶活性的影響
   (l)DBP/DEHP對土壤過氧化氫酶和磷酸酶主要表現(xiàn)為激活效應(yīng);DBP/DEHP對土壤轉(zhuǎn)化酶的影響不同,DEH

10、P對轉(zhuǎn)化酶以抑制作用為主,DBP在低濃度(10-100mg/kg)時對轉(zhuǎn)化酶有抑制作用,高濃度(500-1000mg/kg)時刺激了轉(zhuǎn)化酶活性;DBP/DEHP對脲酶均表現(xiàn)為抑制作用。從培養(yǎng)第25-35天開始,各處理土壤酶活性有逐步恢復且趨于穩(wěn)定的趨勢。
   (2)對比DBP/DEHP單一及與Pb復合污染對土壤酶活性的作用可以發(fā)現(xiàn),在復合污染體系中,各處理土壤酶活性從培養(yǎng)第42天開始逐漸表現(xiàn)出趨于穩(wěn)定的趨勢,即Pb的加入使復合

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