污染土壤中SRB对土壤汞甲基化影响研究

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汞(Hg)是一种全球性污染物,具有持久性、高度富集性和严重的生物毒性。Hg可以在有色冶金区周围的大气、土壤、水体等各种生物体赖以生存的物质中以各种单质或化合态形式存在,其中有机化合态形式的甲基汞(Me Hg)对人体危害大,毒性也最强。有色冶金区周围土壤利用类型复杂,土壤中Hg的释放以及甲基汞的产生与分解都会因总汞浓度、淹水状态、土壤氧化还原条件等因素的改变而发生改变。本研究以有色冶金区周围不同利用类型土壤为研究对象,通过室内模拟培养实验,分析土壤汞、甲基汞和SRB含量变化以及SRB变化对汞甲基化作用的影响。主要结论如下:1.对五种不同类型土壤进行室内模拟培养,结果表明:随着培养时间增加,Hg含量呈现出降低—升高—再降低的趋势。五种不同土地类型土壤Me Hg含量随培养日期先增长后下降,这其中稻田土壤由于其淹水条件导致土壤Me Hg增量高,更有利于Me Hg的产生。SRB在各类型土壤中均被检出,且随着培养时间的延长,土壤Me Hg含量与SRB菌数的相关性也逐渐提高,并在培养至中后期时提高至显著正相关关系。土壤理化性质中,有机质与土壤Me Hg含量没有明显相关性,但p H、可溶性硫化物对部分土壤Me Hg含量有明显相关性,表明甲基汞形成与SRB、p H以及可溶性硫化物均有一定关系。2.对稻田土壤进行SRB促进剂浓度探索模拟培养,结果表明:在添加硫酸钠浓度为20 mg·kg-1时,对稻田土壤SRB促进作用最明显。土壤中SRB的数量变化与土壤中Me Hg浓度呈现出显著相关,表明一定浓度下SRB促进剂对Me Hg浓度改变明显。不同浓度硫酸钠的添加也会影响土壤SRB生长消亡时期,进而影响土壤酶促甲基化反应。高浓度促进剂添加会使得SRB在培养前期处于生长期,数量增加,进而促进土壤汞甲基化,而低浓度促进剂添加会使得SRB在培养后期处于生长期。3.对三种高中低不同THg浓度及土地类型土壤进行模拟培养,结果表明:在不同培养环境中,促进SRB活性组的Me Hg含量均为最高,SRB促进剂的添加显著提高了各组土壤Me Hg含量。其中高Hg浓度河岸荒地土壤Me Hg增量为0.34~1.51μg·kg-1;中等Hg浓度搁荒地土壤Me Hg增量为0.139~0.582μg·kg-1;低Hg浓度稻田土壤Me Hg增量为0.858~6.019μg·kg-1;该地区土壤中存在具有汞甲基化能力的铁还原菌。促进IRB处理下土壤Me Hg含量比抑制SRB活性处理土壤Me Hg含量高0.77%~10.32%。表明该有色冶金区三种土壤汞甲基化的微生物既有SRB,又有IRB。IRB促进剂的添加也在一定程度上提高土壤Me Hg浓度,但远低于添加SRB促进剂的土壤,说明IRB对该有色冶金区土壤汞甲基化起到一定作用,但不是主要汞甲基化微生物因素。相比于其他高Hg浓度土壤,稻田土壤具有更高的汞甲基化能力,其Me Hg生成量最高为其他两种土壤的3~10倍。将三种土壤SRB数量与Me Hg增量进行相关分析,二者具有显著的正相关性。
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