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(jī)污染物，由于其性質(zhì)穩(wěn)定、半衰期長(zhǎng)，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(jìn)入水環(huán)境中，會(huì)在沉積物的吸附作用下固定于沉積物中，近年來(lái)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(duì)沉積物中阿特拉津的修復(fù)進(jìn)行研究。根際修復(fù)被認(rèn)為是目前最具潛力的修復(fù)技術(shù)之一，其中有機(jī)污染物在沉水植物根際沉積物中的化學(xué)與生物化學(xué)行為是其在根際降解中的主要機(jī)制。以微生物

2、多樣性作為指標(biāo)在監(jiān)測(cè)沉積物變化和對(duì)環(huán)境脅迫的反映方面均很重要，其對(duì)進(jìn)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(kāi)展菹草和穗花狐尾藻對(duì)阿特拉津的降解實(shí)驗(yàn)。60 d實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí):菹草體系中，實(shí)驗(yàn)處理（根際）和對(duì)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(shí)驗(yàn)處理（根際）和對(duì)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(duì)沉積物中阿特拉津的降解率高于菹草。兩個(gè)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(shí)間的推移，

4、羥基阿特拉津的含量也逐漸降低，實(shí)驗(yàn)處理（根際）中的羥基阿特拉津含量始終高于對(duì)照處理（非根際）。本研究的兩個(gè)體系中，可溶性有機(jī)碳含量與阿特拉津的降解率沒(méi)有顯著相關(guān)關(guān)系，但根際中DOC含量相對(duì)較高，阿特拉津降解率也相對(duì)較高;可溶性硝態(tài)氮和可溶性銨態(tài)氮在實(shí)驗(yàn)期間呈下降趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)處理中的含量高于對(duì)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(shí)間而呈上升趨勢(shì)。本研究的兩個(gè)體系中，沉積物中細(xì)菌數(shù)量隨時(shí)間呈上升趨勢(shì)，

5、其大小排序?yàn)?實(shí)驗(yàn)處理＞阿特拉津空白處理＞對(duì)照處理。植物的根際效應(yīng)使微生物對(duì)污染物的適應(yīng)加強(qiáng)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(qiáng)，促進(jìn)了阿特拉津的降解。從沉積物中篩選出3株可以阿特拉津?yàn)槲ㄒ坏瓷L(zhǎng)的菌株，其對(duì)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(jìn)行基因組DNA高通量測(cè)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(shí)驗(yàn)處理＞阿特拉津空白處理＞空白處理＞對(duì)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(shí)驗(yàn)處理＞空白處理＞對(duì)照處理。群落結(jié)構(gòu)分析表明，實(shí)驗(yàn)處理中有兩種菌的豐度都與其他三個(gè)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(duì)照處理中也有兩種菌的豐度與其他三個(gè)處理之間存在顯著性差異:norank_c_OPB35_soil_group、norank_f_