DEHP与抗生素复合污染对土壤脲酶活性的动态影响
目 录
1 引言 1
2 材料与方法 2
2.1 供试土壤 3
2.2 供试酞酸酯 3
2.3 试验设计 3
2.4 测定内容与方法 4
2.5 统计分析 5
3 结果与讨论 5
3.1 DEHP浓度为10.0 mg/kg时四环素对土壤脲酶活性的影响 5
3.2 DEHP浓度为50.0 mg/kg时四环素对土壤脲酶活性的影响 6
3.3 不同DEHP浓度为对土壤脲酶活性的影响 7
3.4 四环素与DEHP对土壤脲酶活性的抑制或激活率（第3天） 8
3.5 DEHP浓度为10.0 mg/kg时诺氟沙星对土壤脲酶活性的影响 9
3.6 DEHP浓度为50.0 mg/kg时诺氟沙星对土壤脲酶活性的影响 10
结 论 13
致 谢 14
参 考 文 献 15
1 引言
酞酸酯(Phthalic acid esters, PAEs)类化合物是广泛应用于塑料制品行业的一种增塑剂，它能增加塑料制品的可塑性并且提高塑料强度，在塑料制品中的含量可达50%[1]。另外酞酸酯类化合物也可用作化妆品、农药载体、驱虫剂、去泡剂和润滑剂的生产原料。如今，酞酸酯的生产量大大增加，全世界每年的生产量可达200万吨以上。以前一致认为酞酸酯类化合物的毒性并不是太高而且它有良好的理化性质，从而被广泛的生产和使用。我国的设施农业生产面积大，但是设施水平相对于其他国家比较落后，设施生产中主要采用简易的大棚及地膜覆盖的模式为主[2]。另外，在农业生产中利用污水、污泥进行灌溉以及化肥、农药的不合理使用，使土壤降解 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
能力大大减弱，从而增加了农业土壤的污染程度。土壤农膜、化肥、农药的残留不仅可以使土壤理化功能衰弱，而且它们释放出的酞酸酯类物质能够干扰内分泌，使人体机能及代谢紊乱,具有潜在的人类健康风险以及生态风险[3-7]。
邻苯二甲酸二正丁酯( DBP)在设施菜地大棚内土壤中浓度可高达3.6 mg/kg；而邻苯二甲酸二 ( 2-乙基 ) 己酯 ( DEHP )在设施土壤中的浓度高达3.4 mg/kg[8]。在我国山东地区的蔬菜生产基地中，PAEs 在寿光设施菜地土壤中的总含量为7.35 ～33.39 mg /kg，其中 DEHP 含量为1.86 ～ 25.12 mg/kg，DBP含量为2. 27 ～ 20.54 mg/kg [9]，在济南设施菜地中 DBP 的含量为3.6 mg/kg，DEHP 的含量为3.4 mg/kg[10]。PAEs 在东北哈尔滨菜地中东北地区的平均含量4.67 mg/kg［11］。大量数据表明，我国设施菜地土壤的 PAEs 污染状况已经相当严重，保障设施菜地土壤环境和人体健康，关乎经济社会发展和国家生态健康安全，研究如何治理已经迫在眉睫[12]。
抗生素是一种由高等动物或微生物在其生活过程中所产生的，它是具有抗病原体或其他活性的一类代谢产物。另外，甚至可以用化学方法进行合成。自从1929年，青霉素被A. Fleming首次发现以来，现在已经知道的天然抗生素种类很多，而大约60%以上的抗生素是由放线菌所产生的。目前，抗生素种类繁多，性质比较复杂，而且用途较为广泛。在抗生素中，四环素类抗生素是目前应用最广泛的抗生素之一。据了解，在肯尼亚地区每年大约有14.6 t的抗生素应用于畜牧禽类生产，其中四环素占56%[13]。四环素类抗生素对于提高动物生产性能，保障动物健康有重要作用。但是在畜牧业中大量使用抗生素也带来了负面影响，人们常常使用高剂量的四环素治疗各类疾病，使用低剂量的四环素来促进畜禽生长和增加产量。这其中用于畜禽的生产的四环素不能被动物吸收的大约有70%。而不能被吸收的以母体化合物的形式直接排出到体外，通过畜禽粪便进入到环境中[14]。目前，畜禽的粪便主要用于农业生产中[15]，这样就使所含的四环素残留很快的转移到农业土壤里，对土壤环境，水体等带来不良影响。另外，大量外源性的化学物质进入到畜禽产品中，让动物性食品中的药物残留含量越来越严重，影响人类健康。比如会引起急性毒性，慢性毒性以及致畸、致突变和致癌性作用。
土壤酶是存在于土壤中的各类酶的总称，是土壤中重要的组成成分之一，它主要来源于土壤微生物活动、植物根系分泌、植物残体以及土壤动物区系分解。绝大多数的土壤酶为吸附状态，极少数的是游离态，主要是以化学和物理相互结合的形式吸附在土壤有机质与土壤矿质颗粒上，或者与腐殖物质共存。土壤酶是影响土壤生产力和作物产量主要因子,反映着土壤管理的作用与效果,参与了土壤的发生和发育,加速腐殖质的合成与分解,参与有效肥力形成等诸多过程。土壤中的有机营养物质和无机营养的转化速度，主要取决于土壤转化酶、土壤蛋白酶、磷酸酶、脲酶还有其他水解类酶、硫酸盐还原酶、多酚氧化酶的酶促作用。在本文中主要针对土壤脲酶进行介绍和研究。土壤脲酶是土壤中酶类的一种，它主要存在于大多数的真菌、细菌以及高等植物里。脲酶是一种酰胺酶，它能够酶促有机物质分子中的酶键的水解。脲酶只能将尿素水解，氨和碳酸是其水解的最终产物，所以说脲酶的作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
用是极专性的。土壤脲酶的活性与土壤中的微生物的数量、有机物质中的含量全氮含量和速效磷的含量呈现正相关。碱性土壤脲酶活性小于中性土壤，在根际土壤脲酶的活性最高。土壤脲酶活性常被用作表征土壤的氮素状况，可以反映土壤供氮的能力与水平。
目前，酞酸酯类以及抗生素类通过多种途径进入农田土壤，导致土壤的复合污染，而通过测定土壤脲酶活性能够有效的评价土壤的健康状况，从而反映出土壤的污染程度[16]，但迄今为止，利用土壤脲酶具体反映酞酸酯与抗生素复合污染土壤相关研究鲜有报道。因此，本研究在借鉴前人研究的基础上，通过向土壤中添加四环素和诺氟沙星两种抗生素，室内模拟复合污染土壤。研究邻苯二甲酸(2-乙基己基酯)酞酸酯类化合物对菜园土壤脲酶活性的动态影响。为评价酞酸酯与抗生素复合污染土壤的生态毒理效应提供参考依据。
2 材料与方法
2.1 供试土壤
样品采自菜园土壤，表层(0-20cm)新鲜土样采集后拣去植物残体、根系和可见的土壤动物(如蚯蚓)等，土壤样品采集后，于室内自然阴干，干后研磨，过2mm筛备用。
2.2 供试酞酸酯
邻苯二甲酸(2-乙基己基酯）(Di-2-ethylhexylphthalate, DEHP)，分析纯，为无色或浅黄色油状，扬州市九九生物工程有限公司生产。
2.5 统计分析
试验数据使用Microsoft Excel 2003进行处理。酶活性以平均值的形式表示。同一个指标在不同条件下的显著性差异，采用STST软件中单因素进行方差分析。同一时间不同处理间不同小写字母表示差异达0.05显著水平。
3 结果与讨论
3.1 DEHP浓度为10.0 mg/kg时四环素对土壤脲酶活性的影响
图1 DEHP浓度为10.0 mg/kg时四环素对土壤脲酶活性的影响
1 引言 1
2 材料与方法 2
2.1 供试土壤 3
2.2 供试酞酸酯 3
2.3 试验设计 3
2.4 测定内容与方法 4
2.5 统计分析 5
3 结果与讨论 5
3.1 DEHP浓度为10.0 mg/kg时四环素对土壤脲酶活性的影响 5
3.2 DEHP浓度为50.0 mg/kg时四环素对土壤脲酶活性的影响 6
3.3 不同DEHP浓度为对土壤脲酶活性的影响 7
3.4 四环素与DEHP对土壤脲酶活性的抑制或激活率（第3天） 8
3.5 DEHP浓度为10.0 mg/kg时诺氟沙星对土壤脲酶活性的影响 9
3.6 DEHP浓度为50.0 mg/kg时诺氟沙星对土壤脲酶活性的影响 10
结 论 13
致 谢 14
参 考 文 献 15
1 引言
酞酸酯(Phthalic acid esters, PAEs)类化合物是广泛应用于塑料制品行业的一种增塑剂，它能增加塑料制品的可塑性并且提高塑料强度，在塑料制品中的含量可达50%[1]。另外酞酸酯类化合物也可用作化妆品、农药载体、驱虫剂、去泡剂和润滑剂的生产原料。如今，酞酸酯的生产量大大增加，全世界每年的生产量可达200万吨以上。以前一致认为酞酸酯类化合物的毒性并不是太高而且它有良好的理化性质，从而被广泛的生产和使用。我国的设施农业生产面积大，但是设施水平相对于其他国家比较落后，设施生产中主要采用简易的大棚及地膜覆盖的模式为主[2]。另外，在农业生产中利用污水、污泥进行灌溉以及化肥、农药的不合理使用，使土壤降解 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
能力大大减弱，从而增加了农业土壤的污染程度。土壤农膜、化肥、农药的残留不仅可以使土壤理化功能衰弱，而且它们释放出的酞酸酯类物质能够干扰内分泌，使人体机能及代谢紊乱,具有潜在的人类健康风险以及生态风险[3-7]。
邻苯二甲酸二正丁酯( DBP)在设施菜地大棚内土壤中浓度可高达3.6 mg/kg；而邻苯二甲酸二 ( 2-乙基 ) 己酯 ( DEHP )在设施土壤中的浓度高达3.4 mg/kg[8]。在我国山东地区的蔬菜生产基地中，PAEs 在寿光设施菜地土壤中的总含量为7.35 ～33.39 mg /kg，其中 DEHP 含量为1.86 ～ 25.12 mg/kg，DBP含量为2. 27 ～ 20.54 mg/kg [9]，在济南设施菜地中 DBP 的含量为3.6 mg/kg，DEHP 的含量为3.4 mg/kg[10]。PAEs 在东北哈尔滨菜地中东北地区的平均含量4.67 mg/kg［11］。大量数据表明，我国设施菜地土壤的 PAEs 污染状况已经相当严重，保障设施菜地土壤环境和人体健康，关乎经济社会发展和国家生态健康安全，研究如何治理已经迫在眉睫[12]。
抗生素是一种由高等动物或微生物在其生活过程中所产生的，它是具有抗病原体或其他活性的一类代谢产物。另外，甚至可以用化学方法进行合成。自从1929年，青霉素被A. Fleming首次发现以来，现在已经知道的天然抗生素种类很多，而大约60%以上的抗生素是由放线菌所产生的。目前，抗生素种类繁多，性质比较复杂，而且用途较为广泛。在抗生素中，四环素类抗生素是目前应用最广泛的抗生素之一。据了解，在肯尼亚地区每年大约有14.6 t的抗生素应用于畜牧禽类生产，其中四环素占56%[13]。四环素类抗生素对于提高动物生产性能，保障动物健康有重要作用。但是在畜牧业中大量使用抗生素也带来了负面影响，人们常常使用高剂量的四环素治疗各类疾病，使用低剂量的四环素来促进畜禽生长和增加产量。这其中用于畜禽的生产的四环素不能被动物吸收的大约有70%。而不能被吸收的以母体化合物的形式直接排出到体外，通过畜禽粪便进入到环境中[14]。目前，畜禽的粪便主要用于农业生产中[15]，这样就使所含的四环素残留很快的转移到农业土壤里，对土壤环境，水体等带来不良影响。另外，大量外源性的化学物质进入到畜禽产品中，让动物性食品中的药物残留含量越来越严重，影响人类健康。比如会引起急性毒性，慢性毒性以及致畸、致突变和致癌性作用。
土壤酶是存在于土壤中的各类酶的总称，是土壤中重要的组成成分之一，它主要来源于土壤微生物活动、植物根系分泌、植物残体以及土壤动物区系分解。绝大多数的土壤酶为吸附状态，极少数的是游离态，主要是以化学和物理相互结合的形式吸附在土壤有机质与土壤矿质颗粒上，或者与腐殖物质共存。土壤酶是影响土壤生产力和作物产量主要因子,反映着土壤管理的作用与效果,参与了土壤的发生和发育,加速腐殖质的合成与分解,参与有效肥力形成等诸多过程。土壤中的有机营养物质和无机营养的转化速度，主要取决于土壤转化酶、土壤蛋白酶、磷酸酶、脲酶还有其他水解类酶、硫酸盐还原酶、多酚氧化酶的酶促作用。在本文中主要针对土壤脲酶进行介绍和研究。土壤脲酶是土壤中酶类的一种，它主要存在于大多数的真菌、细菌以及高等植物里。脲酶是一种酰胺酶，它能够酶促有机物质分子中的酶键的水解。脲酶只能将尿素水解，氨和碳酸是其水解的最终产物，所以说脲酶的作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
用是极专性的。土壤脲酶的活性与土壤中的微生物的数量、有机物质中的含量全氮含量和速效磷的含量呈现正相关。碱性土壤脲酶活性小于中性土壤，在根际土壤脲酶的活性最高。土壤脲酶活性常被用作表征土壤的氮素状况，可以反映土壤供氮的能力与水平。
目前，酞酸酯类以及抗生素类通过多种途径进入农田土壤，导致土壤的复合污染，而通过测定土壤脲酶活性能够有效的评价土壤的健康状况，从而反映出土壤的污染程度[16]，但迄今为止，利用土壤脲酶具体反映酞酸酯与抗生素复合污染土壤相关研究鲜有报道。因此，本研究在借鉴前人研究的基础上，通过向土壤中添加四环素和诺氟沙星两种抗生素，室内模拟复合污染土壤。研究邻苯二甲酸(2-乙基己基酯)酞酸酯类化合物对菜园土壤脲酶活性的动态影响。为评价酞酸酯与抗生素复合污染土壤的生态毒理效应提供参考依据。
2 材料与方法
2.1 供试土壤
样品采自菜园土壤，表层(0-20cm)新鲜土样采集后拣去植物残体、根系和可见的土壤动物(如蚯蚓)等，土壤样品采集后，于室内自然阴干，干后研磨，过2mm筛备用。
2.2 供试酞酸酯
邻苯二甲酸(2-乙基己基酯）(Di-2-ethylhexylphthalate, DEHP)，分析纯，为无色或浅黄色油状，扬州市九九生物工程有限公司生产。
2.5 统计分析
试验数据使用Microsoft Excel 2003进行处理。酶活性以平均值的形式表示。同一个指标在不同条件下的显著性差异，采用STST软件中单因素进行方差分析。同一时间不同处理间不同小写字母表示差异达0.05显著水平。
3 结果与讨论
3.1 DEHP浓度为10.0 mg/kg时四环素对土壤脲酶活性的影响
图1 DEHP浓度为10.0 mg/kg时四环素对土壤脲酶活性的影响
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