论文部分内容阅读
随着纳米科学和技术的发展,工程纳米颗粒(ENPs)在农业、医疗、电子设备和服装、涂料中的应用越来越广泛。与此同时,ENPs在生产、运输、使用等过程中会不可避免地进入环境中。多数ENPs具有良好的稳定性,导致其在土壤中的浓度不断上升,对土壤中的微生物和共存有机污染物的环境行为产生影响。本文以手性农药甲霜灵为研究对象,探究了 3类典型纳米颗粒(纳米SiO2、纳米TiO2和纳米ZnO)对甲霜灵试剂和制剂在农田土壤中迁移转化的影响;借助不同实验条件下土壤微生物丰度与群落结构组成,初步提出了 ENPs对土壤微生物和有机污染物迁移转化的影响机制。论文的主要研究结论包括:(1)纳米SiO2对甲霜灵有较快的吸附速率和较强的吸附能力,进入土壤后将增加土壤对甲霜灵的吸附,降低甲霜灵在土壤中的迁移性,吸附未表现出对映体选择性。受到自团聚情况、土壤有机质竞争吸附位点、以及与土壤颗粒的相互作用等因素的影响,进入土壤中的纳米SiO2对甲霜灵的吸附能力下降。(2)光照下,纳米TiO2对甲霜灵在土壤中的转化有促进作用。纳米TiO2通过光催化转化方式促进甲霜灵在土壤中的化学转化,促进程度受纳米TiO2与土壤之间的相互作用影响,高压蒸汽灭菌后的土壤中纳米TiO2的促进能力显著下降,在土壤中“老化”的纳米TiO2的促进能力也有所下降。混入纳米TiO2的土壤中甲霜灵转化的选择性与未处理组相同,同时微生物群落结构和丰度未受到影响,表明纳米TiO2对甲霜灵在土壤中的生物转化未产生显著影响。(3)不同纳米颗粒对甲霜灵在土壤中的选择性转化影响不同。光照下,纳米ZnO的加入促进甲霜灵在土壤中的转化,且对甲霜灵转化的选择性有一定影响,同时显著改变了混合土壤中细菌的群落结构;纳米TiO2对甲霜灵的转化有化学促进作用,未影响甲霜灵在混合土壤中转化的选择性;纳米SiO2则略微抑制甲霜灵的转化速率,并对甲霜灵在混合土壤中转化的选择性有一定影响。纳米颗粒对土壤微生物群落结构的影响可能是造成甲霜灵转化的选择性发生改变的主要原因。纳米颗粒对有机污染物在土壤环境中迁移转化的影响是复杂作用的结果,本文的研究成果有助于人们明晰纳米颗粒-土壤微生物-有机污染物之间的相互关系,进一步明确ENPs进入土壤后对土壤圈层可能造成的环境风险。