硝基苯、苯胺对湿地土壤微生物和脲酶活性的影响

通过室内培养试验研究不同w(硝基苯)和w(苯胺)下,湿地土壤w(微生物量碳),土壤呼吸强度和脲酶活性的变化特征.结果表明,输入硝基苯和苯胺后,前期w(微生物量碳)明显降低.w(硝基苯)和w(苯胺)分别为10和100mg/kg的处理前期对土壤呼吸表现为促进作用,后期表现为抑制作用; 随处理浓度的提高,作用强度和作用时间有所加剧和延长.w(硝基苯)和w(苯胺)均为100 mg/kg,处理7 d后,前者对土壤呼吸的抑制作用大于后者; 而w(硝基苯)为1mg/kg的处理对土壤呼吸几乎无影响.不同w(硝基苯)的处理对土壤脲酶活性影响不显著,处理5 d后均表现为弱的激活作用;w(苯胺)为1和10 mg/kg的处理对脲酶活性一直表现为弱的激活作用;w(苯胺)为100 mg/kg的处理表现为抑制作用.      

植烟土壤和烟叶中PAEs的暴露特征及健康风险

为评估贵州东部烟区烤烟种植和管理过程中邻苯二甲酸酯(PAEs)对人体的健康风险,文章对采集的土壤和烟叶样品中6种PAEs进行定量检测,分析其暴露特征,并评估其对烟农造成的健康风险。结果表明：土壤和烟叶中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二辛酯(DNOP)的平均含量分别为0.07、0.05、0.69、0.03、5.59、0.02 mg/kg和0.05、0.04、0.54、0.05、0.98、0.03 mg/kg,土壤-烟叶体系中,致癌性的BBP和DEHP最高值分别达0.13和14.31 mg/kg。在土壤中PAEs经口(Ingest)、皮肤接触(Dermal)和呼吸(Inhale)的非致癌摄入量分别为1.28～25.89、0.51～10.33和1.88×10^-4～3.81×10-3ng/(kg·d),在烟叶中分别为0.89～6.22、0.35～2.48和1.31×10^-4～9.15×10-4ng/(kg·d)。而...     

土壤微生物活性对石油原油、铅镉及其复合污染的响应

随着工农业生产的迅猛发展、石油原油及重金属等原材料的广泛开采与使用,使石油原油、重金属及其复合污染日趋加重,对环境及人类的危害也越来越大.采用室内培养试验,利用人工模拟污染土壤,研究石油原油、铅镉及其复合污染胁迫对土壤微生物活性的影响.试验设置4个处理:1新鲜土壤(S)作为对照;21000 mg·kg~(-1)石油原油污染土壤(SP);3500 mg·kg~(-1)铅和50 mg·kg~(-1)镉污染土壤(SH);41000mg·kg~(-1)石油原油污染、500 mg·kg~(-1)铅和50 mg·kg~(-1)镉复合污染土壤(SPH).结果表明:与对照相比,SH、SP、SPH处理土壤基础呼吸强度最高分别增加约100.99%、36.61%、25.80%,铅镉污染(SH)对土壤基础呼吸影响最显著,反映出重金属污染对土壤基础呼吸的激活作用最强;石油原油污染(SP)与石油原油及铅镉复合污染(SPH)刺激土壤微生物量碳增加,SP处理最高增加了90.25%,而铅镉污染(SH)则使土壤微生物量碳减少.不同土壤酶对污染处理的响应不同,其中,石油原油污染(SP)对FDA水解酶及脱氢酶活性表现为激活作用;石油原油或石油原油及铅镉复合污染(SP、SPH)对脲酶及过氧化氢酶活性主要表现为激活作用,而铅镉污染(SH)对脲酶及过氧化氢酶活性主要表现为抑制作用.该研究表明,石油原油及铅镉复合污染对土壤微生物活性的影响与石油原油或铅镉污染的影响不同,它们之间存在着明显的交互作用.     

我国童装中邻苯二甲酸酯赋存特征及健康风险

为了解我国市售童装中邻苯二甲酸酯污染特征,选择了21种常见品牌的童装,采用Agilent 7890A/5975C气相色谱质谱联用仪,对其中16种PAEs(phthalate esters,邻苯二甲酸酯)进行测定,并应用美国国家环境保护局推荐的方法评估了其健康风险.结果表明,我国市售童装中w(∑₁₆PAEs) (16种PAEs的总含量)为2.97~40.0 mg/kg,平均值为11.0 mg/kg.其中,w(DEHP)〔DEHP为邻苯二甲酸(2-乙基已基)酯〕、w(DBP)(DBP为邻苯二甲酸二正丁酯)和w(BBP)(BBP为邻苯二甲酸丁基苄酯)三者之和为1.73~26.7 mg/kg,未超出GB 31701—2015《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》规定的限值;DIBP(邻苯二甲酸二异丁酯)、DBP、DEHP和DNOP(邻苯二甲酸二正辛酯)是含量较高的四种单体,四者之和占w(∑₁₆PAEs)的53.9%~96.8%(平均值为82.5%),可能与童装加工过程的人为添加有关.童装中DMP(邻苯二甲酸二甲酯)、DEP(邻苯二甲酸二乙酯)、DIBP、DBP、BBP、DEHP、DNOP和∑₇PAEs的非致癌风险值均远小于1.0,对儿童无明显非致癌风险, 但DEHP的致癌风险值接近10-6,应引起重视.      

江苏产区大蒜中邻苯二甲酸酯含量检测及溯源分析

邻苯二甲酸酯(PAEs)对生态环境和农产品安全的潜在威胁已引起世界各国的广泛关注.在江苏省邳州市大蒜核心产区采集了11种大蒜样品、 106个表层土壤和4种农膜样品,通过GC-MS法分析了大蒜、土壤和农膜中的16种PAEs含量,并通过水培试验研究了邳州主栽大蒜品种大青稞对6种优先控制类PAEs的吸收和运输特征.结果表明,邳州大蒜蒜瓣中主要PAEs种类为邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP),ω(DBP)和ω(DEHP)平均值分别为0.611 mg·kg^-1和0.167 mg·kg^-1,显著高于市售大蒜品种.蒜头中DBP和DEHP含量大小顺序依次为：蒜头皮>蒜瓣皮>蒜瓣.大蒜土壤中的PAEs种类主要为邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、 DBP和DEHP,检出率均为100%.与美国环保署制定的土壤PAEs控制标准比,DMP和DBP含量超过控制标准,超标率分别达100%和63.2%,其他3种PAEs含量均低于控制标准,但ω(DEHP)平均值达486μg·...     

表面活性剂对土壤酞酸酯生物有效性的作用

表面活性剂被广泛应用于污染土壤的生物修复。利用HPCD提取方法,研究在人工污染土壤与野外污染土壤情况下表面活性剂T-80(聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯,Tween-80)对酸酞酯生物有效性的作用。结果表明,当表面活性剂T-80浓度为2.5 g/kg时,人工污染土壤中3种PAEs生物有效性增效作用最大,DMP、DEP和DOP生物有效性分别增加了38.6%、61.4%和45.3%;3种PAEs增效作用顺序为DEPDOPDMP。当表面活性剂T-80浓度为2.5 g/kg时,野外污染土壤中3种PAEs的生物有效性增效作用最大,DMP、DEP和DOP生物有效性分别增加了79.2%、74.5%和58.7%,增效效果显著;3种PAEs增效作用顺序为DMPDEPDOP。表面活性剂T-80浓度为2.5 g/kg时可明显提高人工污染土壤和野外污染土壤中PAEs的生物有效性,该浓度是T-80提高土壤PAEs生物有效性的最适宜浓度。     

双酚A对稻田土壤细菌群落特征及土壤酶活的影响

采用FQ-PCR(实时荧光定量PCR)、PCR-DGGE(PCR扩增和变性梯度凝胶电泳)技术和土壤酶学研究法对不同浓度双酚A污染的稻田土壤细菌群落特征及土壤酶活性进行了研究.结果表明:经双酚A高浓度处理〔即w(双酚A)分别为200和1 000 mg/kg〕的稻田土壤细菌数量显著低于未受污染的对照(CK)和低浓度处理〔w(双酚A)为50 mg/kg〕,并且高浓度处理分别较CK处理(3.64×109 g-1)下降90.44%和99.83%.细菌16S rDNA V3可变区DGGE图谱表明,受双酚A污染的土壤明显产生了数条特征性条带.UPGMA(非加权组平均法)聚类分析进一步表明,双酚A污染明显改变了稻田土壤的细菌群落组成.2次采样土壤总体酶活性参数均为CK>w(双酚A)为50 mg/kg处理>w(双酚A)为200 mg/kg处理>w(双酚A)为1 000 mg/kg处理.可见,高浓度的双酚A污染明显影响稻田土壤细菌数量以及细菌优势菌群,使农田土壤细菌群落多样性发生变化.      

基于高通量测序检测Pb污染对三叶草根际土壤细菌多样性的影响

为了研究Pb污染对根际土壤微生物多样性的影响,揭示根际微生物对Pb胁迫的适应性机制,通过盆栽试验模拟轻度[w（Pb）为300 mg/kg]、中度[w（Pb）为600 mg/kg]和重度[w（Pb）为900 mg/kg]Pb污染土壤环境,利用高通量测序技术和生物信息学分析方法,测定了不同w（Pb）处理下三叶草根际土壤中细菌群落的丰度和组成.结果表明:①共检测到37个门,其中变形菌门为优势菌群,占比为50.7%~53.9%,其次为拟杆菌门、酸杆菌门和疣微菌门. ②共检测到623个属,其中鞘氨醇单胞菌属为优势菌属,占比为17.1%~19.4%. ③中度Pb污染土壤样本中细菌的多样性最高,重度Pb污染土壤样本中的细菌数量最少,并且其群落组成与其他处理差异最大.研究显示,重度Pb污染会显著抑制三叶草根际土壤样本中细菌的生长,降低土壤样本中细菌总量及其群落的多样性,但中度Pb污染会提高土壤样本中细菌群落的多样性. Pb污染会改变三叶草根际土壤样本中细菌群落组成和丰度,不同类型细菌对Pb污染土壤的适应性不同.根际土壤样本中Gp1菌群的丰度随着土壤w（Pb）的增加而增加,说明Gp1菌群可能是具有Pb污染抗性的优势菌群.      

重金属Cu2+、Cd2+及氯氰菊酯对不同施肥模式土壤微生物功能多样性的影响

通过研究外源污染物在不同施肥模式土壤中的生物有效性,可为预测、降低污染物的生态环境效应提供理论依据.以3种不同施肥模式的土壤为材料［连续16 a：不施肥(CK)、施用腐熟豆饼+秸秆(OM)和施用NPK化肥(NPK)］,利用Biolog方法研究了Cu²⁺(100 mg/kg)、Cd²⁺(5　mg/kg)、氯氰菊酯(10　mg/kg)单一及复合污染对微生物功能多样性的影响.结果发现,NPK土壤微生物功能多样性最高,培养72　h,其AWCD值(平均吸光值)约为CK的1.19倍,OM的1.62倍.污染物加入后,3种土壤微生物功能多样性出现了不同的响应,NPK土壤下降最大,其次是CK,OM最小.氯氰菊酯与Cd复合污染对微生物功能多样性影响最大,在NPK土壤中AWCD下降了48%,6类碳源的利用能力、Shannon 指数、Simpson 指数和McIntosh 指数均显著降低.尽管氯氰菊酯对3种土壤微生物的碳源利用影响不大,但与重金属,尤其是Cd²⁺复合污染时,对微生物碳源利用的抑制明显加剧.Cu²⁺、Cd²⁺及氯氰菊酯对土壤微生物功能多样性的影响程度,除与土壤有机质含量有关外,可能还取决于有机质的组成和微生物的种群结构.     

重金属Cu^2＋、Cd^2＋及氯氰菊酯对不同施肥模式土壤微生物功能多样性的影响

通过研究外源污染物在不同施肥模式土壤中的生物有效性,可为预测、降低污染物的生态环境效应提供理论依据.以3种不同施肥模式的士壤为材料[连续16 a:不施肥(CK)、施用腐熟豆饼 秸秆(OM)和施用NPK化肥(NPK)],利用Biolog方法研究了Cu2 (100 mg/ks)、Cd2 (5 mg/kg)、氯氰菊酯(10 mg/kg)单一及复合污染对微生物功能多样性的影响.结果发现,NPK土壤微生物功能多样性最高,培养72 h,其AWCD值(平均吸光值)约为cK的1.19倍,OM的1.62倍.污染物加入后,3种土壤微生物功能多样性出现了不同的响应,NPK土壤下降最大,其次是CK,OM最小.氯氰菊酯与Cd复合污染对微生物功能多样性影响最大,在NPK土壤中AWCD下降了48%,6类碳源的利用能力、Shannon指数、Simpson指数和Mclntosh指数均显著降低.尽管氯氰菊酯对3种土壤微生物的碳源利用影响不大,但与重金属,尤其是Cd2 复合污染时.对微生物碳源利用的抑制明显加剧.Cu2 、Cd2 及氯氰菊酯对土壤微生物功能多样性的影响程度,除与土壤有机质含量有关外,可能还取决于有机质的组成和微生物的种群结构.     

典型设施农业土壤酞酸酯污染特征及其健康风险

采用超声提取、气相色谱-质谱技术和CalTOX模型,分析了南京城郊典型设施菜地土壤中6种酞酸酯的污染特征、污染负荷及其健康风险.结果表明,所有的土壤样品中均检测出酞酸酯,6种酞酸酯的总量为0.15~9.68mg/kg,其平均含量为2.21mg/kg;邻苯二甲酸二丁酯(DnBP)、邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二辛酯(DnOP)为该地区设施农业土壤的主要酞酸酯种类,其检出率分别为88.2%、100%和79.8%,含量范围分别在n.d.~1.83、0.02~9.03、n.d.~1.74mg/kg之间;土壤pH值和有机碳含量与土壤酞酸酯含量之间无显著相关性,研究区域土壤酞酸酯总体污染负荷为4.31kg/hm2;健康风险评价结果表明DnBP和DEHP的潜在健康风险较高,设施农业从业者的主要暴露途径通过皮肤接触;设施菜地土壤酞酸酯含量、污染负荷以及健康风险均显著高于周边地区露天菜地土壤.     

一株降解邻苯二甲酸酯真菌的筛选及其降解特性研究

采用富集培养法,从PAEs污染的农田土壤中筛选出1株邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)降解真菌F9,经形态学特征及18S rDNA序列分析,初步鉴定为爪哇正青霉(Eupenicillum javanicun).通过正交试验研究,得出菌株F9的最优降解条件是:C:N为20:1、pH为7.0、最佳PAEs初始浓度为50 mg·L^-1.菌株F9对土壤中复合PAEs(DMP、DEP和DOP)有良好的降解效果.在30 d培养期内,可将灭菌土壤中300 mg·kg^-1的PAEs降解65.2%,且培养第一阶段(0~15 d)的降解率远高于第二阶段(16~30 d).     

Changes in enzymes activity, substrate utilization pattern and diversity of soil microbial communities under cadmium pollution

Heavy metal pollution has received increasing attention in recent years mainly because of the public awareness of environmental issues. In this study we have evaluated the effect of cadmium （Cd） on enzymes activity, substrate utilization pattern and diversity of microbial communities in soil spiked with 0, 20, 40, 60, 80, and 100 mg/kg Cd, during 60 d of incubation at 25℃. Enzyme activities determined at 0, 15, 30, 45, and 60 d after heavy metal application（DAA） showed marked declines for various Cd treatments, and up to 60 DAA, 100 mg/kg Cd resulted in 50.1%, 47.4%, and 39.8% decreases in soil urease, acid phosphatase and dehydrogenase activities, respectively to control. At 60 DAA, substrate utilization pattern of soil microbial communities determined by inoculating Biolog ECO plates indicated that Cd addition had markedly inhibited the functional activity of soil microbial communities and multivariate analysis of sole carbon source utilization showed significantly different utilization patterns for 80 and 100 mg/kg Cd treatments. The structural diversity of soil microbial communities assessed by PCR-DGGE method at 60 DAA, illustrated that DGGE patterns in soil simplified with increasing Cd concentration, and clustering of DGGE profiles for various Cd treatments revealed that they had more than 50% difference with that of control.     

Alteration of microbial properties and community structure in soils exposed to napropamide

The effect of pesticide napropamide (N,N-diethyl-2-(1-naphthalenyloxy) propanamide) on soil microorganisms for long-term (56 d) was assessed by monitoring changes in soil microbial biological responses. Soils were treated with napropamide at 0, 2, 10, 20, 40, and 80 mg/kg soil and sampled at intervals of 1, 3, 7, 14, 28, 42, and 56 d. The average microbial biomass C declined in napropamide-treated soils as compared to control. The same trend was observed on microbial biomass N after napropamide application.We also determined the basal soil respiration (BSR) and observed a high level in soils treated with napropamide during the first 7 d of experiment. But with the passage of incubation time, BSR with napropamide decreased relatively to control. Application of napropamide at 2–80 mg/kg soil had inhibitory e ects on the activity of urease and invertase. Activity of catalase was enhanced during the initial 7 d of napropamide application, but soon recovered to the basal level. The depressed enzyme activities might be due to the toxicity of napropamide to the soil microbial populations. To further understand the e ect of napropamide on microbial communities, a PCRDGGE- based experiment and cluster analysis of 16S rDNA community profiles were performed. Our analysis revealed an apparent di erence in bacterial-community composition between the napropamide treatments and control. Addition of napropamide apparently increased the number of bands during the 7–14 d of incubation. These results imply that napropamide-induced toxicity was responsible for the disturbance of the microbial populations in soil.     

臭氧浓度升高与土壤湿度对农田土壤微生物呼吸温度敏感性的影响

为研究臭氧浓度升高条件下土壤湿度对农田土壤微生物呼吸温度敏感性的影响,采集经过3个生长季臭氧(100 nL.L-1)熏蒸及对照(CK)处理的农田土壤,在不同土壤湿度下研究土壤微生物呼吸对温度升高的响应规律.结果表明,在土壤湿度适宜的情况下,无论臭氧浓度升高处理还是对照处理中的土壤微生物呼吸均与土壤温度呈现出极显著的指数回归关系.就整个培养试验阶段的平均值而言,CK和100 nL.L-1臭氧处理下的平均土壤呼吸速率分别为0.48和0.33μmol.(m2.s)-1,前者比后者高约45%.臭氧浓度升高显著抑制了土壤微生物呼吸速率,并且显著降低了土壤微生物呼吸的温度敏感性.进一步的结果表明,正常土壤中土壤微生物呼吸的Q10随土壤湿度增加(20%～35%)而下降,而臭氧浓度升高改变了土壤中两者间的这种规律.综合本研究中的结果与以往关于土壤呼吸温度敏感性的研究结果,将Q10与土壤湿度(体积含水量)进行回归分析,可见两者间呈现极显著的二次函数关系,由此可推断其最大Q10值对应的土壤含水量在20%～25%范围内.     

惠州市农业土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)含量的分布特征

用气相色谱法(GC-FID)对地处珠三角地区的惠州市49个农业土壤样品中的16种PAEs化合物进行了测定。结果表明,PAEs的检出率高达100%,其中土壤中PAEs含量范围为183.48～2 037.56 ug/kg,平均600.42 ug/kg,以DnBP、BEHP和DEHP等为主。在3种主要利用类型土壤中,∑PAEs含量高低排序为菜地水田果园。与美国土壤PAEs控制标准相比,惠州土壤中的DnBP、DMP和DEP含量超标,其中DnBP的超标率达85.71%。总体上惠州市农业土壤已受到一定程度的PAEs污染,但同其它地区相比处于较低水平。     

宁夏土壤中PAEs污染特征及健康风险评价

采集宁夏全区6种不同土地利用类型共87个土壤样品,使用气相色谱-质谱联用检测方法（GC-MS）检测了土壤中16种邻苯二甲酸酯（PAEs）化合物的含量,分析了不同土地利用类型土壤中PAEs污染特征和组成特征.基于主成分分析法对不同土地利用类型土壤中PAEs的可能来源进行了探讨,采用普通克里金插值法对PAEs进行空间插值分析,利用健康风险模型评价了6种PAEs单体在覆膜耕地、园地、耕地土壤中的人群健康风险.结果表明：宁夏不同土地利用类型土壤中∑₁₆PAEs含量范围为84.3~8728μg/kg,平均值为1500μg/kg,空间上表现出南北高,中间低的分布特征;在不同土地利用类型土壤中,DEHP、DnBP、DIBP是研究区土壤中最主要的污染单体,对∑₁₆PAEs总含量的平均贡献率分别为58.3%、13.9%、11.8%;主成分分析表明DnBP、DEHP、DIBP、DEP、DpHP、DMP单体之间、DBEP、BMPP单体之间具有正相关性,表明这些单体之间具有可能相似的来源;人体健康风险评价表明,6种优先控制化合物对成人和儿童产生的非致癌风险值均<1,未超过美国环保署（EPA）推荐的非致癌风险水平,对于DEHP和BBP单体,成人和儿童通过非饮食途径的致癌风险未超过美国EPA推荐的致癌风险水平,而在饮食途径下成人和儿童的致癌风险值分别为7.91×10^-6和3.08×10^-6,超过EPA推荐的致癌风险水平,应引起重视.     

PAEs污染下2种基因型菜心根际土壤微生物特征及差异性

设置邻苯二甲酸酯(PAEs)3个污染水平(T1,T2,T3)和对照处理(T0),盆栽2种基因型菜心(油青60天菜心和特青60天菜心),研究2种菜心不同生长期根际土壤微生物生物量碳氮(Cmic、Nmic)和总体代谢活性(AWCD)的动态变化特征及差异性,初步揭示2种菜心吸收累积PAEs差异的根际微生态机理.结果表明,2种菜心根际土壤Cmic分别介于84.45~213.30mg/kg和98.33~229.85mg/kg,Nmic分别介于9.00~25.86mg/kg和12.69~34.36mg/kg,显著高于未种植物的处理. AWCD值分别介于0.744~1.075和0.847~1.318,特青60天菜心显著高于未种植物的处理. 2种基因型菜心相比,特青60天菜心根际土壤Cmic, Nmic以及AWCD值均大于油青60天菜心(T3处理开花期除外),部分处理间差异显著. 2种基因型菜心茎叶和根系中PAEs含量与Cmic、Nmic和AWCD之间的相关性均未达到显著程度,说明2种基因型菜心茎叶和根系中PAEs含量可能与其他因素有关.     

Dynamic changes in microbial activity and community structure during biodegradation of petroleum compounds： A laboratory experiment

With 110-d incubation experiment in laboratory,the responses of microbial quantity,soil enzymatic activity,and bacterial community structure to different amounts of diesel fuel amendments were studied to reveal whether certain biological and biochemical characteristics could serve as reliable indicators of petroleum hydrocarbon contamination in meadow-brown soil,and use these indicators to evaluate the actual ecological impacts of 50-year petroleum-refining wastewater irrigation on soil function in Sbenfu irrigation area.Results showed that amendments of≤1000 mg/kg diesel fuel stimulated the growth of aerobic beterotrophic bacteria,and increased the activity of soil dehydrogenase,hydrogenperoxidase,polypbenol oxidase and substrate-induced respiration.Soil bacterial diversity decreased slightly during the first 15 d of incubation and recovered to the control level on day 30.The significant decrease of the colony forming units of soil actinomyces and filamentous fungi can be taken as the sensitive biological indicators of petroleum contamination when soil was amended with≥5000 mg/kg diesel fuel.The sharp decrease in urease activity was recommended as the most sensitive biochemical indicator of heavy diesel fuel contamination.The shifts in community structure to a community documented by Sphingomonadaceae withinα-subgroup of Proteobacteria could be served as a sensitive and precise indicator of diesel fuel contamination.Based on the results described in this paper,the soil function in Shenfu irrigation area was disturbed to some extent.