HA和FA对土壤邻苯二甲酸酯微生物降解的影响及其机理

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我国蔬菜基地土壤中普遍存在邻苯二甲酸酯类(PAEs)污染物,其中尤以邻苯二甲酸正二丁酯(Di-n-butyl phthaiate,DnBP)检出率和污染水平较高。胡敏酸(Humic acid,HA)和富里酸(Fulvic acid,FA)是土壤腐殖质的重要组分,对土壤有机污染物的降解具有重要作用。本文以DnBP为目标污染物,研究了HA、FA对沈阳市新民蔬菜基地农田土壤中DnBP的降解动力学过程及土壤微生物活性和数量变化的影响规律,以期为深入理解PAEs在土壤中的降解行为及其污染土壤生物修复提供理论基础和数据依据。结果如下:(1)DnBP在土壤中的降解符合一级反应动力学方程,向污染土壤中施加HA和FA促进了DnBP的降解,其在土壤中的半衰期缩短;在实验浓度范围内,HA各处理组DnBP的半衰期为2.8434.532 d,FA各处理组DnBP的半衰期为2.4403.430 d,分别为对照处理的0.5610.894倍、0.4810.677倍。(2)HA的添加促进了DnBP污染土壤的基础呼吸、提高了土壤过氧化氢酶和脱氢酶酶活性。FA的添加也促进了DnBP污染土壤的基础呼吸,过氧化氢酶活性则表现出了低浓度FA(10 mg·g-120 mg·g-1)促进,高浓度FA(40 mg·g-1160 mg·g-1)抑制的变化趋势;FA对土壤脱氢酶活性主要表现为促进作用,高浓度FA(40mg·g-1160 mg·g-1)处理对脱氢酶活性促进作用显著。相关分析结果表明,HA用量与土壤中DnBP降解率、土壤呼吸强度、土壤过氧化氢酶之间表现出正相关关系,与土壤脱氢酶活性呈极显著正相关。FA用量与土壤中DnBP降解率呈正相关,与过氧化氢酶活性呈极显著负相关,与土壤呼吸强度、脱氢酶活性呈极显著正相关关系。通径分析结果表明,HA、FA与DnBP降解之间除了直接效应外,还存在着间接效应。(3)HA、FA的添加促进了细菌、真菌、放线菌的增殖,微生物数量随HA、FA添加浓度呈先增加后减少趋势,相关分析结果表明:微生物数量与土壤DnBP降解率及土壤微生物活性之间呈显著正相关关系,微生物数量与HA、FA添加浓度有明显的量效关系,80 mg·g-11 HA和40 mg·g-11 FA对微生物的增殖最有利。(4)HA、FA的添加促进了微生物的生命活动和繁殖,因而表现出土壤呼吸强度增加,土壤酶活性增强的特征,剧烈的微生物活动有利于土壤中有机物的分解,HA、FA的添加加快了土壤中DnBP的降解速度,增强了DnBP的降解效果。
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