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电子电器产品数量的迅速增加导致了大量电子电器废弃物的产生,同时也催生了电子电器废弃物拆解回收利用行业,而不规范的电子电器废弃物拆解作业对周围环境造成了严重的污染。重金属及多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)等持久性有机污染物的污染是其中比较突出的问题,这些污染物的存在对环境安全和民众的健康构成了严重的威胁。对污染物与土壤微生物群落之间相互作用关系的深入了解,有助于了解这些污染物的潜在风险和它们在土壤中的迁移转化,同时也能为受污染土壤的生物修复提供有价值的信息。本项目从两个曾经发生过PCBs泄漏事件的典型电子电器废弃物拆解点(旱地区域D和水稻田区域P)周围被污染的农田采集土壤样品,分析其中重金属、PCBs和有机氯等污染物的含量及分布,并综合运用传统的微生物生态学研究方法和PCR-DGGE、分子克隆等技术,研究因拆解造成的污染及其对农田土壤微生物生态的影响,主要研究结论如下:(1)D区域和P区域都受到了一定程度的重金属污染。D区域Cd含量超过国家土壤环境质量三级标准一倍,Cu、Pb、Zn浓度超过国家土壤环境质量二级标准。距拆解中心点最近的D1点受到了非常严重的Pb、Zn污染,分别超过国家三级标准2倍和5倍。而P区域Cd含量同样超过国家三级标准1倍,Cu含量超过国家二级标准,另外还存在轻微的Zn、Pb污染。(2)D拆解点附近土壤PCBs污染物的平均浓度达1.31mg·kg-1,最高浓度达1.67mg·kg-1。超过了加拿大环境委员会规定的具有潜在威胁浓度的6倍,生态风险非常高。随着距拆解中心点距离的增加,土壤中PCBs浓度呈下降趋势。P采样区域PCBs的平均浓度为9.70μg·kg-1,生态风险较低。D旱地采样区域内PCBs主要以三、四、五、六氯代PCBs为主,P水稻田采样区域则以四、五、六氯代PCBs为主。推测D区域可能曾经拆解过国产的含低氯PCBs和进口的含高氯PCBs的电容器,而P区域则主要以拆解进口电容器为主。两个采样区域均有有机氯农药残留,但是其浓度较低,D区域六六六和滴滴涕的平均浓度分别为22.4μg·kg-1和0.5μg·kg-1,P区域中六六六和滴滴涕的平均浓度分别为16.3μg·kg-1和6.6μg·kg-1,残留在土壤中的有机氯农药已经发生了显著的转化。(3)对污染物含量的相关性分析表明,D区域旱地土壤中PCBs和Cu、Cd含量之间,Zn和Pb含量之间具有显著的相关性。PCBs和Cu、Cd很可能具有相同的来源,Zn和Pb污染物可能来自于另一类拆解物。而在P区水稻田中,主要的重金属污染物Cd与Pb有显著的相关性,Cu与Zn具有显著的相关性,Pb和Cd可能具有相同的来源,Cu和Zn可能来自于另一类拆解物。(4)土壤呼吸和酶活性分析表明,在旱地采样区域,随着向拆解中心点的靠近,土壤微生物活性有所增强,可能原因是PCBs对土壤微生物代谢具有一定的刺激作用。旱地脲酶活性与Cu、Cd的含量具有极显著的负相关关系,其活性的下降有可能是Cu、Cd重金属的影响导致的。脲酶对重金属污染物较为敏感,可能比较适于评价土壤重金属污染的影响。而在水稻田采样区域,土壤呼吸强度和三种酶的活性呈波动状态,与主要的污染物Cd、Cu、OCPs和PCBs之间没有显著的相关性,这可能是因为各污染物浓度较低,对土壤微生物活性的影响不显著。(5)平板分离计数表明,随着向拆解中心点的靠近,旱地土壤中细菌和放线菌的数量有逐渐增加的趋势,DGGE图谱Shannon指数分析显示,土壤中总细菌多样性呈上升趋势,而放线菌多样性则呈下降的趋势;DGGE图谱主成份分析显示,随着向拆解中心点的靠近,土壤细菌和放线菌群落结构特征与对照点的差异越大,这可能是由PCBs和Cu等污染物的梯度分布引起的。水稻田区域内各采样点细菌和放线菌数量较均一,真菌数量波动较大,细菌和放线菌Shannon指数较一致,群落结构有一定差异,但无明显变化趋势。(6)对旱地区域土壤DGGE图谱中特异性条带进行了克隆和测序鉴定,并对其进行了系统发育分析。对克隆所得序列进行分析发现,大部分克隆都属于变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),并且在属于这两个类群的克隆中发现了大量可能与多氯联苯、多环芳烃、苯类似物等有机污染物降解有密切关系的微生物类群,但未发现与重金属污染物相关的微生物类群。这说明,这两个微生物类群可能在受PCBs污染的土壤微生物生态系统中占有重要地位,并可能对土壤中PCBs污染物的转化和代谢具有重要的作用。同时也说明PCBs污染物对土壤微生物群落结构具有较显著的影响。