典型外源抗生素在土壤中的轉(zhuǎn)歸及其與土壤微生物多樣性的相互作用和機理研究.pdf

1、隨著抗生素藥物在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，抗生素的殘留污染已成為危害人類健康和生態(tài)環(huán)境的一個重要因素，并逐漸成為人類普遍關(guān)注的一個環(huán)境問題。由于土壤是抗生素等污染物質(zhì)的主要歸宿之地，進入環(huán)境中的抗生素最終將在土壤／沉積物中積累。因此，有關(guān)抗生素在土壤中的環(huán)境行為及其與土壤生態(tài)系統(tǒng)的相互作用已成為土壤學與環(huán)境科學研究的重要課題。本研究通過室內(nèi)培養(yǎng)實驗，探討了典型外源抗生素在土壤中的轉(zhuǎn)歸及其與土壤微生物多樣性的相互作用和機理，以期為土壤抗生素污染生

2、態(tài)環(huán)境評價和土壤抗生素污染治理提供依據(jù)。研究主要獲得了以下結(jié)果： (1)對恩諾沙星在農(nóng)業(yè)土壤中的吸附-解吸特性和對土壤生物化學性質(zhì)影響的研究表明，土壤對恩諾沙星具有較強的吸附作用，殘留在土壤中的低量恩諾沙星主要被吸附在固體顆粒上，不易釋放和隨水遷移。但殘留在土壤中的恩諾沙星可影響土壤微生物數(shù)量和有機碳的礦化。低濃度的恩諾沙星可刺激土壤微生物活性，增加土壤有機碳的礦化；高濃度的恩諾沙星則會壓制土壤微生物活性和有機碳的礦化。恩諾沙

3、星對土壤生物學性質(zhì)影響的持續(xù)時間較短，約10天左右，這可能與土壤對恩諾沙星具強吸附作用及恩諾沙星在土壤中自然降解削弱了其活性等有關(guān)。 (2)對土霉素、金霉素、恩諾沙星和磺胺二甲嘧啶等4種(3類)代表性抗生素在5種土壤中避光、自然與滅菌等條件下的降解研究表明，抗生素在土壤中的降解過程符合一級動力學方程C=C0e-κε。光照對抗生素降解的影響遠遠大于微生物對抗生素降解的影響，其中四環(huán)素類抗生素受光降解影響較大。未經(jīng)滅菌且光照正常條

4、件下，抗生素在土壤中的降解速率常數(shù)K與土壤有機質(zhì)、氧化鐵、CEC及粘粒含量呈負相關(guān)。不同土壤之間金霉素、恩諾沙星和磺胺二甲嘧啶等3種抗生素降解的差異可用有機質(zhì)和粘粒含量的差異來解釋；而土壤CEC和顆粒組成的差異則可很好的解釋不同土壤之間土霉素降解的差異。 (3)土霉素濃度對土壤微生物生物量碳有輕微的影響，以培養(yǎng)時間為5d時較為明顯，但在不同土壤中有所差異。土霉素對土壤中細菌、放線菌和微生物總量均有一定的抑制作用，隨土霉素濃度的

5、增加抑制作用也有所增加；但對真菌的作用較為復(fù)雜，在低濃度時有促進作用，高濃度時有有抑制作用。土霉素對土壤微生物數(shù)量和土壤微生物生物量碳的影響均隨培養(yǎng)時間增加逐漸減小。 (4)添加不同濃度的金霉素和土霉素等2種外源抗生素至土壤中進行培養(yǎng)試驗，觀察酶活性和呼吸強度的動態(tài)變化，結(jié)果表明，抗生素加入對土壤脲酶活性的影響因抗生素類型、濃度和土壤性質(zhì)而異。在試驗濃度范圍內(nèi)，添加低量土霉素，對菜地和草地土壤脲酶活性有促進作用，但高量土霉素對