高-低吸收累積品種菜心根系分泌物對土壤中環(huán)丙沙星環(huán)境行為的影響.pdf

1、抗生素作為新型污染物在肉奶蛋等動物性食品中已廣泛研究,但有關(guān)土壤-作物系統(tǒng)中抗生素的環(huán)境行為與歸宿的研究鮮有報道。深入研究根系分泌物對土壤環(huán)境中抗生素的環(huán)境行為的影響及其機(jī)制,對促進(jìn)農(nóng)業(yè)環(huán)保學(xué)科發(fā)展和確保農(nóng)產(chǎn)品安全具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本研究選用對喹諾酮類抗生素具有高、低吸收累積的菜心(Brassica parachinensis)品(分別為油青四九和油綠粗苔)作為研究對象,以土壤中普遍檢出且含量較高的環(huán)丙沙星(CIP)為喹諾酮類抗

2、生素代表化合物,通過水培試驗調(diào)查兩種菜心根系分泌物中低分子有機(jī)酸、總有機(jī)碳(TOC)的含量特征;探討低分子有機(jī)酸對土壤中CIP環(huán)境行為(吸附、解吸、降解)的影響及其作用機(jī)理,進(jìn)而從根系分泌物的角度闡明兩種菜心高/低吸收累積環(huán)丙沙星差異的機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)根系分泌物中低分子有機(jī)酸(酒石酸、甲酸、草酸、乙酸、馬來酸、蘋果酸和檸檬酸)測定結(jié)果表明:馬來酸濃度最高(6.47～52.27mg/L),且一般情況下油青四九菜心

3、(高累積品種)的馬來酸含量均顯著高于油綠粗苔菜心(低累積品種)。
　　(2)CIP在土壤中的吸附過程符合二級動力學(xué)方程,吸附平衡時間為8h。低分子有機(jī)酸作用下CIP的吸附等溫線中Freundlich模型擬合效果最好,吸附屬于物理吸附。此外,低濃度的有機(jī)酸作用能夠促進(jìn)土壤表面對CIP的吸附,高濃度時則抑制CIP的吸附,且大多數(shù)情況下馬來酸的抑制作用較混合酸(ARE)強(qiáng)。低分子有機(jī)酸通過改變?nèi)芤旱膒H值,進(jìn)而改變土壤表面和CIP分子的

4、帶電狀態(tài)來影響CIP的吸附,同時溶出土壤中CIP的架橋離子尤其是Cu2+,降低CIP在土壤中的吸附作用。
　　(3)低濃度的有機(jī)酸能夠抑制CIP的解吸,而高濃度的有機(jī)酸能夠極大的促進(jìn)CIP的解吸。有機(jī)酸影響CIP解吸的作用機(jī)理與吸附過程的作用機(jī)理相似。
　　(4)馬來酸對土壤CIP降解作用影響試驗結(jié)果表明:CIP在土壤中的殘留濃度隨培養(yǎng)時間延長而顯著降低,降解過程符合一級動力學(xué)方程。0.5g/L馬來酸作用下,CIP降解速率常

5、數(shù)最大(0.0216),半衰期最短(32.09d),培養(yǎng)40d后降解率為60.49％;其余濃度處理下降解速率常數(shù)為0.0161～0.0185,半衰期為37.47～43.05d,與不添加馬來酸處理間顯著不差異。T-RFLP分析表明,添加馬來酸培養(yǎng)較短時間內(nèi)(5d),CIP污染土壤中細(xì)菌的優(yōu)勢種群以及能鑒別的細(xì)菌種類均發(fā)生變化,但培養(yǎng)20d后,細(xì)菌種類以及細(xì)菌群落多樣性基本無差異。因此,馬來酸對土壤中細(xì)菌群落多樣性影響較小,不能改變土壤中C