粘粒矿物影响下假单胞菌Z1(Pseudomonas sp. Z1)降解毒死蜱的动力学研究

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毒死蜱是高毒有机磷农药的高效替代品种,在全球的施用量持续增加和使用范围不断扩大。微生物的降解作用是消除毒死蜱污染的主要途径,而进入土壤后毒死蜱在粘粒矿物表面的吸附将改变毒死蜱的生物有效性,影响其在土壤中的迁移与转化。因此研究粘粒矿物对毒死蜱微生物降解的影响,对深入理解农药在土壤中的环境行为及评价农药污染土壤的修复具有重要的理论意义和实用价值。本文以毒死蜱和降解菌Pseudomonas sp.Z1为对象,选取蒙脱石、高岭石和针铁矿三种代表性土壤活性颗粒,通过室内模拟研究了不同土壤活性颗粒影响毒死蜱微生物降解作用的规律,主要结果如下:  (1)运用动力学吸附法揭示了毒死蜱在蒙脱石、高岭石和针铁矿表面的吸附特征。结果表明不同矿物浓度下,蒙脱石、高岭石和针铁矿对毒死蜱的动力学吸附过程相似,15min内可达平衡吸附量的85%,5h后吸附达到平衡。三种矿物对毒死蜱均有很强的吸附作用,其中高岭石对毒死蜱的吸附量最高,蒙脱石和针铁矿吸附量相近且显著低于高岭石。  (2)采用恒温振荡法和固相萃取技术考察了降解菌Pseudomonas sp. Z1对毒死蜱的降解能力及蒙脱石、高岭石和针铁矿存在下毒死蜱的微生物降解情况。发现无矿条件下,降解菌对毒死蜱的降解能力较好,72h内50mg/L毒死蜱的降解率为98%。而三种矿物存在下毒死蜱降解作用均受到显著抑制,但不同矿物抑制程度不同。蒙脱石、高岭石和针铁矿体系中毒死蜱的降解率分别减少了60%、77%和78%。高岭石与蒙脱石对毒死蜱的强烈吸附可能是其抑制降解的主要原因,而针铁矿抑制降解的机制则可能是其对农药的吸附与对降解菌活性的抑制作用。
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