土壤-水稻系統(tǒng)中三聚氰胺的遷移規(guī)律及其微生物降解研究.pdf

1、土壤是環(huán)境中各類有機物污染物的重要集散地，自三聚氰胺食品污染事件發(fā)生后，三聚氰胺在土壤中的環(huán)境行為引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。論文針對三聚氰胺在土壤-水稻系統(tǒng)中遷移規(guī)律及其生物降解研究缺乏的現(xiàn)狀，在研究建立三聚氰胺 LC-MS/MS檢測方法的基礎(chǔ)上，采用N15同位素稀釋法，以水稻土和黑土為對象，研究了三聚氰胺在土壤-水稻系統(tǒng)中的遷移風(fēng)險。同時采用富集培養(yǎng)和微生物固定方法，開展土壤中三聚氰胺降解菌的篩選、培養(yǎng)及其生物炭固定化研究，為控制土壤中

2、三聚氰胺的危害風(fēng)險和促進三聚氰胺在土壤環(huán)境中的降解提供新的方法和途徑。主要研究結(jié)果如下：
　　1.研究建立了三聚氰胺LC-MS/MS的最優(yōu)化檢測條件。其中，色譜條件采用10 mmol乙酸銨/乙腈(10/90，v/v)為流動相，WCX柱為色譜柱；質(zhì)譜條件采用ESI(+)為離子源，毛細管電壓4 kV、溫度270℃，鞘氣壓力40 Arb，輔助壓力10Arb。該條件下三聚氰胺及15N3-三聚氰胺的含量與LC-MS/MS的檢測信號呈顯著的線

3、性關(guān)系，且其線性回歸方程分別為：Y=72478.5X+107825(R=0.9995)和Y=99873.7X-10435.1(R=0.9991)，方法檢出限為0.3 ng/L。
　　2.與機械震蕩提取相比，超聲萃取方法操作更為簡單、迅速，對三聚氰胺提取重復(fù)性好，靈敏度高，適用于水稻籽粒中三聚氰胺的檢測。在以1％三氯乙酸為萃取試劑條件下，在0.5~10 mg/kg三聚氰胺加標范圍內(nèi)，機械振蕩萃取和超聲萃取對水稻籽粒中三聚氰胺的回收率

4、分別為77.2%~89.7%和86.8%~92.8%，其變異系數(shù)分別為2.61%~5.38%和1.13%~1.71%。
　　3.黑土和水稻土兩種不同類型土壤中三聚氰胺降解均呈現(xiàn)初期快后期降解慢的特征，降解動態(tài)均符合 Logistic方程Y=A2+(A1-A2)/[1+(t/t0)p]，并隨著土壤中三聚氰胺濃度的增加，水稻籽粒對土壤中三聚氰胺的吸收顯著增加。其中，水稻籽粒對水稻土中三聚氰胺的吸收高于黑土，對高濃度三聚氰胺的吸收差異尤

5、其顯著。
　　4.土壤中低濃度三聚氰胺可以促進水稻生長，而高濃度則抑制生長。表現(xiàn)為當(dāng)土壤中含有50~100 mg/kg三聚氰胺時，水稻生物量增加顯著，400 mg/kg時生物量顯著降低，而當(dāng)土壤中三聚氰胺濃度達到800 mg/kg時，水稻生長則完全抑制。
　　5.采用富集培養(yǎng)方法從土壤中分離篩選出的一株能以三聚氰胺為唯一碳源的降解菌株MB4，經(jīng)過形態(tài)學(xué)特征觀察、生理生化特征檢測和16S rRNA堿基序列分析，鑒定菌株 MB4

6、為洋蔥伯克霍爾德菌(Burkholderia cepacia)。菌株MB4在10 d內(nèi)對溶液中三聚氰胺的降解率可達到81.67%。Monod方程動力學(xué)分析表明，在三聚氰胺濃度為10~50 mg/L時，降解菌MB4米氏方程常數(shù)Km=2.545 mg/L，最大降解速率為1.24 mg/(L·h).
　　6.經(jīng)過35 d實際土壤培養(yǎng)后，生物炭固定化降解菌MB4對黑土中含有50~400 mg/kg三聚氰胺的降解效率可達52.83%~70.