阿特拉津在沉水植物根際的降解及其微生物多樣性特征.pdf

1、阿特拉津是一種常用除草劑，其殘留在環(huán)境中是一種持久性有毒有機污染物，由于其性質(zhì)穩(wěn)定、半衰期長，使得其在土壤環(huán)境殘留量較高。土壤中的阿特拉津在淋溶、地表徑流等作用下進入水環(huán)境中，會在沉積物的吸附作用下固定于沉積物中，近年來許多水環(huán)境的沉積物中頻頻檢出阿特拉津。因此，有必要對沉積物中阿特拉津的修復進行研究。根際修復被認為是目前最具潛力的修復技術(shù)之一，其中有機污染物在沉水植物根際沉積物中的化學與生物化學行為是其在根際降解中的主要機制。以微生物

2、多樣性作為指標在監(jiān)測沉積物變化和對環(huán)境脅迫的反映方面均很重要，其對進一步了解土壤/沉積物微生物群落狀態(tài)也十分有用。故本文選取兩種沉水植物菹草和穗花狐尾藻，研究阿特拉津在不同沉水植物根際的特異性降解行為及其沉積物微生物多樣性特征。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在南湖沉積物中添加2 mg/kg的阿特拉津，分別開展菹草和穗花狐尾藻對阿特拉津的降解實驗。60 d實驗結(jié)束時:菹草體系中，實驗處理（根際）和對照處理（非根際）的沉積物中阿特拉津

3、殘留濃度分別為0.43 mg/kg、0.60 mg/kg，降解率分別為78.63％、70.01％，兩處理之間存在顯著性差異;穗花狐尾藻體系中，實驗處理（根際）和對照處理（非根際）的沉積物中阿特拉津殘留濃度分別為0.13mg/kg、0.32mg/kg，降解率分別為93.69％、81.75％，兩處理之間存在顯著性差異。穗花狐尾藻對沉積物中阿特拉津的降解率高于菹草。兩個體系的不同處理中得到的阿特拉津降解產(chǎn)物只有羥基阿特拉津，且隨著時間的推移，

4、羥基阿特拉津的含量也逐漸降低，實驗處理（根際）中的羥基阿特拉津含量始終高于對照處理（非根際）。本研究的兩個體系中，可溶性有機碳含量與阿特拉津的降解率沒有顯著相關(guān)關(guān)系，但根際中DOC含量相對較高，阿特拉津降解率也相對較高;可溶性硝態(tài)氮和可溶性銨態(tài)氮在實驗期間呈下降趨勢，實驗處理中的含量高于對照處理。
　　(2)兩種沉水植物研究體系的不同處理中，脫氫酶活性均隨培養(yǎng)時間而呈上升趨勢。本研究的兩個體系中，沉積物中細菌數(shù)量隨時間呈上升趨勢，

5、其大小排序為:實驗處理＞阿特拉津空白處理＞對照處理。植物的根際效應使微生物對污染物的適應加強或者是能夠利用外源污染物作為碳源或氮源，從而間接地影響脫氫酶的活性，使之加強，促進了阿特拉津的降解。從沉積物中篩選出3株可以阿特拉津為唯一氮源生長的菌株，其對阿特拉津的降解率分別為:14.49％，60.02％，13.50％。
　　(3)選取第60 d穗花狐尾藻體系中各處理組沉積物進行基因組DNA高通量測序。豐富度和多樣性指數(shù)結(jié)果顯示，各處理

6、沉積物中微生物群落豐富度排序如下:實驗處理＞阿特拉津空白處理＞空白處理＞對照處理，各處理的沉積物中微生物群落多樣性排序如下:阿特拉津空白處理＞實驗處理＞空白處理＞對照處理。群落結(jié)構(gòu)分析表明，實驗處理中有兩種菌的豐度都與其他三個處理之間存在顯著性差異:脫硫葉菌屬、硝化螺菌屬，它們可能是與阿特拉津降解相關(guān)的菌種。對照處理中也有兩種菌的豐度與其他三個處理之間存在顯著性差異:norank_c_OPB35_soil_group、norank_f_