DEHP与诺氟沙星复合污染对土壤呼吸、生物量C和过氧化氢酶的影响
目 录
1 引言 1
2 材料与方法 2
2.1 土壤 2
2.2 主要试剂 2
2.3 实验设计 3
2.4 测定内容 4
2.5 统计分析 5
3 结果 5
3.1 DEHP与诺氟沙星复合污染对土壤微生物量C的影响 5
3.2 DEHP与诺氟沙星复合污染对土壤基础呼吸强度的影响 7
3.3 DEHP与诺氟沙星复合污染对过氧化氢酶的影响 11
4 讨论 14
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 引言
《淮南子说林训》：“土壤布在田，能者以为富。”土壤是农业的基础,农作物的产量与土壤的肥力紧密相关,只有了解土壤特性,才能够做到丰收丰产。土壤为植物提供生长条件以外，自身同时也拥有缓冲自调和净化两大功能，但是污染物一旦超过了土壤的环境容量后，土壤自身的缓冲自调和净化不能及时自我清除污染，那么土壤也会被污染。
酞酸酯类化合物(Phthalic acid esters, PAEs)是塑料增塑剂中的重要成分，邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)是一种有毒的化工用塑料软化剂，属无色，无味液体，添加后可让微力分子更均匀散步，因此能增加延展性，弹性及柔软度，故在工业用途上，DEHP是塑化剂最主要的一种，被普遍作橡胶管及塑料薄膜润滑剂、润滑油和去污剂等数百种产品的生产中。目前据不完全统计，早在2007年酞酸酯类化合物(Phthalic acid esters, PAEs)全世界产量已经超过200万吨，其中我国随着这几年的经济高速发展，我国年产PAEs量也早早突破10.00万吨，DEHP通过这些塑化剂产品逐渐走入人类生活的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
各个角落。塑料大棚目前作为农村常见的基础设施，随着国民经济日益增长，农民对农用塑料大棚薄膜的需求日益增长明显。据《中国农业统计资料》测算，2010.0年全国农业塑料地膜年销售量达到118.4万吨，覆盖面积达3.5亿亩；2011年全国塑料大棚塑料薄膜年销售量约10.00万吨，覆盖面积达5440多万亩[1]。从数据中我们能看出塑料薄膜的广泛农用化，以及大量城镇生活污水及垃圾被排放到农田，在我国农田土壤中已广泛检测出了PAEs的存在，致使农田土壤中的环境问题日渐突出。这主要表现在两个方面：一是土壤中残膜大量积累，影响水肥在土壤中的运移，严重时还阻碍作物根系的生长发育，造成减产；二是PAEs大量进入农田生态系统，使农田土壤和作物的发育及产品品质均受到影响[2]。同时这些农作物和水质会通过食物链进入我们人体内部，对人体内部造成健康损害，现已证实高浓度DEHP会对啮齿类动物可导致胚胎死亡和畸形,并可通过抑制子宫蜕膜化、减少胚囊着床率从而降低生育能力，造成不孕不育的危害[3] 。因此人们对它们在土壤生态系统中的环境行为和对农作物的影响给予了极大的关注。有关酞酸酯(PAEs)类在各种环境要素中的来源及归宿研究工作,国内外已有不少报导[ 4-8]。
抗生素（Antibiotics）作为进一个世纪最伟大的发明之一，拯救了无数生命，为人类健康的事业发展也起到了超前的贡献作用。但随着科技发展，社会进步，越来越多的抗生素除了被用来治疗人类疾病外，同时在畜牧养殖业和水产养殖业中的使用率逐渐开始越来越大，大量用于动物疾病的治疗，尤其可以作为生长促进剂加快牲畜及水产品的生长[9]。实验研究表明，抗生素摄入动物体内只有少部分能残留在生物体内，其余大部分都会以原药和代谢产物的形式通过动物的粪尿排泄物等形式排出体外，通过各种途径转移至环境中[10.0-11]。由此可知，抗生素对土壤环境和土壤生态系统一定会产生广泛而深远的影响，并且最终可能通过食物链或者呼吸接触等形式进入人类体内，从而对人类的健康和生存造成不利的影响[12-13]。同时抗生素残留在土壤中会对土壤微生物的呼吸，酶活性，生物量碳等一系列指标产生影响并导致土壤环境的污染[14]。
然而，我国目前对酞酸酯（PAEs）的研究还仅仅处于定量分析与对作物、藻类、Daphniamagna的毒性、积累以及微生物对其降解等方面[15]，曾锋、陈英旭等[16-19]对酞酸酯（PAEs）污染土壤及其微生物降解作了一些研究，而且这类研究多集中在DEHP方面，到目前为止并没有涉及同时往土壤内加抗生素复合污染研究，对DEHP复合污染对土壤酶活性影响、土壤微生物基础呼吸量、生物量C的相关报道也较少。本次试验的目的是通过实验室环境模拟DEHP复合污染土壤对土壤中的过氧化氢酶活性、生物量C以及土壤微生物基础呼吸等影响的研究，从土壤过氧化氢酶活性的动力学变化特征，进而用数据阐明DEHP复合污染土壤随着污染程度不同对过氧化氢酶活性的作用规律，与此同时测定DEHP复合污染土壤的基础呼吸和生物C，并籍此从土壤中过氧化氢酶活性变化规律、土壤微生物基础呼吸量的变化规律，生物量C变化规律的角度来丰富DEHP复合污染土壤的生态毒理评价体系。
2 材料与方法
2.1 供试土壤
取自西边（淮安西南部）农家自留地表层(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，自然阴干， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
用0.2mm的筛子过筛成粉粒，以便将药品搅拌均匀。
2.2 供试酞酸酯
邻苯二甲酸二异辛酯(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。
诺氟沙星（1-乙基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸），分析纯，为白色至淡黄色粉末，上海一研生物科技有限公司生产。
2.3 试验设计
2.3.1 DEHP与诺氟沙星对复合污染土壤的制备
称取25kg两种供试土样2份,分别加入0.3g、1.5gDEHP从而形成10.0mg/kg、 50.0 mg/kg,2个梯度的处理。再将土壤分成5kg每份，配取诺氟沙星溶液0.1g/L。再分别取0、6ml、30ml、60ml、300ml定容至1L，加入土壤充分混合拌匀，总质量6kg，诺氟沙星含量0mg/L、0.1mg/L、1mg/L、5mg/L、10.0mg/L，含水量20%。
（1）土壤 + 0.00mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（2）土壤 + 0.10.0mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（3）土壤 + 0.50.0mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（4）土壤 + 1.00mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（5）土壤 + 5.00mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（6）土壤 + 0.00mg/kg 诺氟沙星 + 50.0mg/kg DEHP
2.5 统计分析
本次试验数据均使用Microsoft Excel 2007进行处理，并且酶活性以平均值的形式来表示。
图4：不同浓度DEHP下土壤基础呼吸随培养天数的变化
从图4可以看出在不同DEHP浓度下（10.0 mg/kg, 50.0 mg/kg)无添加抗生素诺氟沙星的情况下，DEHP对土壤基础呼吸主要呈激活状态。当培养土样的第1天~第3天之间我们都可以看出DEHP对培养土壤表现出一定程度的激活作用，当培养土样的第7天时，出现较强的波动，是整个实验过程中激活状态最为明显的时间段，土壤微生物在这个阶段的活性增长最为明显，随后随着培养的时间延长，DEHP对土壤基础呼吸激活作用逐渐减弱，在第15天和第30天时逐渐趋于稳定。土壤内的微生物活性也趋向稳定。这里可能的原因是外来入侵的DEHP污染源在土壤内随着培养时间的增长，DEHP在土壤内由于土壤本身具有洁净净化功能，通过自身一系列的吸附，分解，迁移等等内部反应逐渐分解掉DEHP或者产生某些物质降低了DEHP对土壤基础呼吸的影响。同时DEHP浓度50.0 mg/kg土样的基础呼吸始终大于DEHP浓度10.0 mg/kg土样，所以DEHP对土壤的基础呼吸激活作用随DEHP浓度升高而越发明显。
1 引言 1
2 材料与方法 2
2.1 土壤 2
2.2 主要试剂 2
2.3 实验设计 3
2.4 测定内容 4
2.5 统计分析 5
3 结果 5
3.1 DEHP与诺氟沙星复合污染对土壤微生物量C的影响 5
3.2 DEHP与诺氟沙星复合污染对土壤基础呼吸强度的影响 7
3.3 DEHP与诺氟沙星复合污染对过氧化氢酶的影响 11
4 讨论 14
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 引言
《淮南子说林训》：“土壤布在田，能者以为富。”土壤是农业的基础,农作物的产量与土壤的肥力紧密相关,只有了解土壤特性,才能够做到丰收丰产。土壤为植物提供生长条件以外，自身同时也拥有缓冲自调和净化两大功能，但是污染物一旦超过了土壤的环境容量后，土壤自身的缓冲自调和净化不能及时自我清除污染，那么土壤也会被污染。
酞酸酯类化合物(Phthalic acid esters, PAEs)是塑料增塑剂中的重要成分，邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)是一种有毒的化工用塑料软化剂，属无色，无味液体，添加后可让微力分子更均匀散步，因此能增加延展性，弹性及柔软度，故在工业用途上，DEHP是塑化剂最主要的一种，被普遍作橡胶管及塑料薄膜润滑剂、润滑油和去污剂等数百种产品的生产中。目前据不完全统计，早在2007年酞酸酯类化合物(Phthalic acid esters, PAEs)全世界产量已经超过200万吨，其中我国随着这几年的经济高速发展，我国年产PAEs量也早早突破10.00万吨，DEHP通过这些塑化剂产品逐渐走入人类生活的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
各个角落。塑料大棚目前作为农村常见的基础设施，随着国民经济日益增长，农民对农用塑料大棚薄膜的需求日益增长明显。据《中国农业统计资料》测算，2010.0年全国农业塑料地膜年销售量达到118.4万吨，覆盖面积达3.5亿亩；2011年全国塑料大棚塑料薄膜年销售量约10.00万吨，覆盖面积达5440多万亩[1]。从数据中我们能看出塑料薄膜的广泛农用化，以及大量城镇生活污水及垃圾被排放到农田，在我国农田土壤中已广泛检测出了PAEs的存在，致使农田土壤中的环境问题日渐突出。这主要表现在两个方面：一是土壤中残膜大量积累，影响水肥在土壤中的运移，严重时还阻碍作物根系的生长发育，造成减产；二是PAEs大量进入农田生态系统，使农田土壤和作物的发育及产品品质均受到影响[2]。同时这些农作物和水质会通过食物链进入我们人体内部，对人体内部造成健康损害，现已证实高浓度DEHP会对啮齿类动物可导致胚胎死亡和畸形,并可通过抑制子宫蜕膜化、减少胚囊着床率从而降低生育能力，造成不孕不育的危害[3] 。因此人们对它们在土壤生态系统中的环境行为和对农作物的影响给予了极大的关注。有关酞酸酯(PAEs)类在各种环境要素中的来源及归宿研究工作,国内外已有不少报导[ 4-8]。
抗生素（Antibiotics）作为进一个世纪最伟大的发明之一，拯救了无数生命，为人类健康的事业发展也起到了超前的贡献作用。但随着科技发展，社会进步，越来越多的抗生素除了被用来治疗人类疾病外，同时在畜牧养殖业和水产养殖业中的使用率逐渐开始越来越大，大量用于动物疾病的治疗，尤其可以作为生长促进剂加快牲畜及水产品的生长[9]。实验研究表明，抗生素摄入动物体内只有少部分能残留在生物体内，其余大部分都会以原药和代谢产物的形式通过动物的粪尿排泄物等形式排出体外，通过各种途径转移至环境中[10.0-11]。由此可知，抗生素对土壤环境和土壤生态系统一定会产生广泛而深远的影响，并且最终可能通过食物链或者呼吸接触等形式进入人类体内，从而对人类的健康和生存造成不利的影响[12-13]。同时抗生素残留在土壤中会对土壤微生物的呼吸，酶活性，生物量碳等一系列指标产生影响并导致土壤环境的污染[14]。
然而，我国目前对酞酸酯（PAEs）的研究还仅仅处于定量分析与对作物、藻类、Daphniamagna的毒性、积累以及微生物对其降解等方面[15]，曾锋、陈英旭等[16-19]对酞酸酯（PAEs）污染土壤及其微生物降解作了一些研究，而且这类研究多集中在DEHP方面，到目前为止并没有涉及同时往土壤内加抗生素复合污染研究，对DEHP复合污染对土壤酶活性影响、土壤微生物基础呼吸量、生物量C的相关报道也较少。本次试验的目的是通过实验室环境模拟DEHP复合污染土壤对土壤中的过氧化氢酶活性、生物量C以及土壤微生物基础呼吸等影响的研究，从土壤过氧化氢酶活性的动力学变化特征，进而用数据阐明DEHP复合污染土壤随着污染程度不同对过氧化氢酶活性的作用规律，与此同时测定DEHP复合污染土壤的基础呼吸和生物C，并籍此从土壤中过氧化氢酶活性变化规律、土壤微生物基础呼吸量的变化规律，生物量C变化规律的角度来丰富DEHP复合污染土壤的生态毒理评价体系。
2 材料与方法
2.1 供试土壤
取自西边（淮安西南部）农家自留地表层(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，自然阴干， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
用0.2mm的筛子过筛成粉粒，以便将药品搅拌均匀。
2.2 供试酞酸酯
邻苯二甲酸二异辛酯(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。
诺氟沙星（1-乙基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸），分析纯，为白色至淡黄色粉末，上海一研生物科技有限公司生产。
2.3 试验设计
2.3.1 DEHP与诺氟沙星对复合污染土壤的制备
称取25kg两种供试土样2份,分别加入0.3g、1.5gDEHP从而形成10.0mg/kg、 50.0 mg/kg,2个梯度的处理。再将土壤分成5kg每份，配取诺氟沙星溶液0.1g/L。再分别取0、6ml、30ml、60ml、300ml定容至1L，加入土壤充分混合拌匀，总质量6kg，诺氟沙星含量0mg/L、0.1mg/L、1mg/L、5mg/L、10.0mg/L，含水量20%。
（1）土壤 + 0.00mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（2）土壤 + 0.10.0mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（3）土壤 + 0.50.0mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（4）土壤 + 1.00mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（5）土壤 + 5.00mg/kg 诺氟沙星 + 10.0mg/kg DEHP
（6）土壤 + 0.00mg/kg 诺氟沙星 + 50.0mg/kg DEHP
2.5 统计分析
本次试验数据均使用Microsoft Excel 2007进行处理，并且酶活性以平均值的形式来表示。
图4：不同浓度DEHP下土壤基础呼吸随培养天数的变化
从图4可以看出在不同DEHP浓度下（10.0 mg/kg, 50.0 mg/kg)无添加抗生素诺氟沙星的情况下，DEHP对土壤基础呼吸主要呈激活状态。当培养土样的第1天~第3天之间我们都可以看出DEHP对培养土壤表现出一定程度的激活作用，当培养土样的第7天时，出现较强的波动，是整个实验过程中激活状态最为明显的时间段，土壤微生物在这个阶段的活性增长最为明显，随后随着培养的时间延长，DEHP对土壤基础呼吸激活作用逐渐减弱，在第15天和第30天时逐渐趋于稳定。土壤内的微生物活性也趋向稳定。这里可能的原因是外来入侵的DEHP污染源在土壤内随着培养时间的增长，DEHP在土壤内由于土壤本身具有洁净净化功能，通过自身一系列的吸附，分解，迁移等等内部反应逐渐分解掉DEHP或者产生某些物质降低了DEHP对土壤基础呼吸的影响。同时DEHP浓度50.0 mg/kg土样的基础呼吸始终大于DEHP浓度10.0 mg/kg土样，所以DEHP对土壤的基础呼吸激活作用随DEHP浓度升高而越发明显。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/nongxue/yy/765.html
