洛克沙胂在土壤柱中的淋溶迁移

畜禽粪便中残留的兽药进入土壤后的移动性是评价其淋溶能力(对地下水的污染风险)的重要信息.通过土壤柱稳定流实验,考察了不同淋溶剂、粪浸液等对洛克沙胂在不同深度(0～20、20～50、50～80 cm)灰潮土中的迁移行为影响.结果表明,水、0.01mol·L~(-1) CaCl_2、0.01 mol·L~(-1) EDTA-Na2淋溶剂,对不同深度土壤柱中洛克沙胂的淋溶穿透曲线(BTCs)呈现不同程度的不对称性,在不同深度土壤柱中对洛克沙胂的淋出率分别为:水为92.3%～97.1%,0.01 mol·L~(-1) CaCl_2为71.0%～84.9%,0.01 mol·EDTA-Na_2为75.4%～91.2%;土壤柱先用粪浸液通过后,洛克沙胂的穿透曲线峰时间均有不同程度的提前,淋出率均有增加,在不同深度土壤柱中的淋出率分别为:水为96.4%～110.4%,0.01 mol·L~(-1) CaCl_2为94.5%～106.8%,0.01 mol·L~(-1) EDTA-Na_2为90.8%～103.2%.说明洛克沙胂随粪便进入土壤后可较快地淋溶迁移,可进入地表水和地下水中,对水环境质量的影响较大.     

洛克沙胂在土壤中的吸附特性

洛克沙胂是广泛使用的畜禽促生长有机胂饲料添加剂,主要以原形从粪便排出,并随有机肥使用污染土壤。采用平衡振荡法研究了洛克沙胂在不同深度土壤中的吸附,结果表明,其吸附过程更符合Fettre线性模型,吸附常数在0．1941-0．5979。根据土壤有机吸附常数和吸附自由能的大小对洛克沙胂的移动性能进行了评价,认为其在3种土壤中均以物理吸附为主．且具有较高的移动性。通过对吸附常数Kd与土壤有机质含量、CEC和土壤溶液pH值的关系进行分析,发现土壤有机质含量、CEC量和土壤溶液pH值在吸附过程中均属支配因素,Kd与土壤有机质含量、CEC量、土壤溶液pH值呈负相关。     

土壤细菌群落多样性对鸡粪中洛克沙胂代谢物的响应

研究施用含饲料添加剂洛克沙胂（ROX）代谢物的鸡粪对土壤细菌群落结构的影响遥结果表明：土壤中相对含量较高的As（Ⅴ）与细菌Shannon-Weiner指数存在较低的负相关关系,低含量DMA与细菌Shannon-Weiner指数存在较低的正相关性关系,低含量As（Ⅲ）与细菌Shannon-Weiner指数无明显的相关性。在相同培养时间段土壤的细菌群落结构相近性较高,且未表现出对土壤砷形态含量差异的响应。在60d培养期内,土壤细菌群落多样性随着土壤中各种砷化物含量的变化而相应变化,主要受含量较高的As（Ⅴ）与毒性较强的As（Ⅴ）的影响,但全程细菌Shannon-Weiner指数的变化并未表现出明显的ROX添加量的浓度差异效应。     

洛克沙胂在青菜及土壤中的残留特性

通过盆栽试验.利用原子荧光和高效液相色谱法研究了洛克沙胂在青菜及土壤中的残留特性.结果表明,青菜对洛克沙胂有明显的吸收累积现象,在试验期内植株中砷浓度均高于国家规定的蔬菜中砷限量(0.5 mg·kg-1).洛克沙胂在土壤中的消除可按指数模型拟合.相关系数大于0.9,平均半衰期为(20.87±2.16)d.至60d时,除20mg·kg-1剂量组外,各处理组土中的洛克沙胂含量为6.42～22.86 mg·kg-1.     

畜禽饲料添加洛克沙胂诱发地下水中砷污染的研究进展

洛克沙胂具有提高饲料利用率、抑制有害菌和促进生长的作用,因此在畜禽养殖业中的应用较为广泛,然而由于其在动物体内吸收量极低,绝大部分随动物粪便和尿液排出体外,若处理不当会导致土壤和地下水环境出现砷污染现象。近年来,我国畜禽养殖业发展较为迅速,但是有些畜禽养殖区已经暴露出严重的砷污染问题。笔者对畜禽养殖砷污染调查研究、洛克沙胂在环境中的转化和吸附作用以及洛克沙胂污染的治理等方面进行了综述。     

持续污染下洛克沙胂在土柱中的迁移转化及其风险评估

由于禽畜粪便未做防渗的露天堆积,导致饲料添加剂洛克沙胂（ROX）进入环境从而诱发无机砷污染。本研究通过157 d的一维土柱模拟探究了ROX长期持续污染的前提下,垂向包气带上砷化合物形态和含量的时空变化,并通过高通量测序技术揭示了不同深度的微生物群落结构响应。结果显示,在157 d的ROX持续污染模拟过程中,ROX降解速率很高,显著高于迁移速率,ROX的降解与吸附均发生在土壤浅层（0~10 cm）。ROX降解产物主要为As（Ⅴ）和As（Ⅲ）,其中As（Ⅴ）含量明显高于As（Ⅲ）含量,砷化合物均主要聚集在0~40 cm深度,土壤中砷化合物含量显著高于土壤溶液中的含量,土壤对砷化合物的固定能力很强,砷化合物的迁移速度十分缓慢,157 d最大迁移深度为40 cm。由此可见,土壤一旦被砷污染,其长期危害难以消除。表层土壤中微生物群落结构与其他深度显著不同,结合RDA与PERMANOVA分析证明深度和ROX含量是控制不同深度土壤中微生物群落多样性的主要影响因素。通过健康风险评估得知,表层土壤中ROX持续污染会诱发较大的砷致癌风险。因此,建议全面执行我国禁止使用ROX的规定,在仍然允许使用ROX的国家和地区,要加强对禽畜废弃物的规范处理,避免长期在未防渗的地面上露天堆积。     

土壤酶活性对洛克沙胂残留的生物响应

采用室内模拟试验的方法,研究了外源洛克沙胂对土壤中性磷酸酶、过氧化氢、脲酶活性的影响。结果表明:洛克沙胂对几种土壤酶均表现出不同程度的抑制作用,且随浓度的增加作用程度加剧。在整个培养期内对各种酶的抑制率呈现上升-降低的趋势,在第10天达到峰值,中性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶分别最高可达54.71%,33.92%和13.81%。。以ED10来表征土壤酶对洛克沙胂的敏感程度由强到弱依次是中性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶,第10天分别为18.83mg.kg-1、48.31mg.kg-1和185.2mg.kg-1。利用指数负增长模型对酶活性的抑制率和时间进行拟合,得出洛克沙胂对土壤酶的毒性影响时间随浓度增大而延长,且同浓度毒性影响时间最长为中性磷酸酶,长达188.4d,过氧化氢酶和脲酶次之。     

洛克沙胂残留对土壤微生物活性的影响

畜禽养殖中大量使用洛克沙胂作为促生长剂,洛克沙胂在畜禽粪便中有较多的残留,随着有机肥的施用进入土壤,可能对环境有影响。通过研究洛克沙胂对土壤呼吸作用、硝化作用、氨化作用及几种酶活性的影响,评价洛克沙胂残留对土壤微生物活性的影响。试验结果表明,在洛克沙胂处理后的4~6 d对土壤呼吸有一定的刺激作用,但差异不明显(P>0.05);不同浓度洛克沙胂残留对土壤硝化作用均有较明显的抑制作用,20、50mg/kg组在培养后期(12~18 d)对土壤硝化作用有显著性抑制,80、150 mg/kg组在整个试验期均有显著性抑制(P<0.05);80、150 mg/kg浓度洛克沙胂对土壤氨化作用有极显著的抑制作用(P<0.01),20、50 mg/kg在培养2d后对氨化作用有明显的抑制作用(P<0.05);洛克沙胂残留对土壤碱性磷酸酶的活性有较明显的刺激作用;低水平残留对土壤过氧化氢酶活性有一定的促进作用;对蛋白酶活性表现出先抑制后促进作用;在一定时间内对土壤脲酶的活性有轻微的加强作用。总体看畜禽粪便中洛克沙胂残留对土壤主要生化过程有影响,可明显抑制土壤的氮循环,对几种土壤酶活性没有明显的抑制作用,在一定程度上反而有促进作用。     

鸡饲喂洛克沙胂后排泄物中As的形态分析及光降解研究

【目的】探讨洛克沙胂在鸡饲后的排泄规律及对环境生态的毒性.【方法】选用健康黄鸡饲喂含洛克沙胂50mg/kg的全价饲料,连续给药10 d,给药期间及停药后收集不同时间点排泄物样,采用微波消解-原子荧光光度法测定鸡排泄物中总砷和无机As(Ⅴ)、As(Ⅲ)质量分数,高效液相色谱法(HPLC)测定鸡排泄物中洛克沙胂的质量分数.将不同时间点收集的鸡排泄物进行洛克沙胂的光降解试验.【结果和结论】鸡排泄物中砷的排泄量在饲后第108小时质量分数达到稳态(其中洛克沙胂为31.62~35.87 mg/kg,总砷为16.75~21.48 mg/kg),停饲后总砷与洛克沙胂的排泄量呈较快速下降,第120小时时鸡排泄物中已检测不出洛克沙胂,总砷亦降至3.89 mg/kg,此过程中As(Ⅲ)、As(V)含量变化较小,两者最高值分别为0.38和1.81 mg/kg.光降解试验中光照组鸡排泄物中洛克沙胂的降解率为100%,而避光组降解率仅为75.16%,其中无机As(V)、As(Ⅲ)的质量分数均随时间而升高,并以As(V)为主,两者在光照下含量变化速度均比相应避光组快.鸡饲喂洛克沙胂后主要以原形形式排泄,无论在避光或光照条件下鸡排泄物中洛克沙胂均可被降解生成无机砷形态,光照可加速鸡排泄物中洛克沙胂的降解.     

不同土壤对阿散酸和洛克沙胂添加剂的吸附研究

采用平衡振荡法,研究了不同利用类型的北方土和南方土对阿散酸和洛克沙胂2种有机胂添加剂的吸附行为.结果表明:有机质和总铁含量高的偏酸性南方土对2种有机胂的吸附强度远远大于有机质和总铁含量低的偏碱性北方土;北方土添加腐殖质后对阿散酸和洛克沙胂吸附量分别增加了3倍和10倍左右,南方土去除有机质后吸附量显著下降;南方树木园土和农场土对洛克沙胂和阿散酸的吸附更符合Langmuir吸附等温线,树木园土对阿散酸和洛克沙胂的饱和吸附量分别为1 111和1 250 mg.kg-1,农场土对阿散酸和洛克沙胂的饱和吸附量分别为66和250 mg.kg-1,初始质量浓度对洛克沙胂的吸附量影响更大.     

含砷鸡粪施肥后对青菜和番茄植株中砷富集的影响

利用给鸡饲喂50mg·kg-1和80mg·kg-1洛克沙生得到的鸡粪进行盆栽试验,研究两种含砷鸡粪对青菜和番茄中砷含量、砷富集因子的影响。结果表明,含砷鸡粪施肥后青菜和番茄植株中砷含量均明显提高;青菜砷含量、砷富集因子高于番茄植株,青菜有明显的砷富集作用;番茄植株中砷含量与其生物量呈负相关、未表现出对砷的富集作用。不同种属蔬菜在含砷鸡粪施肥后对砷有不同的摄入,青菜对砷有明显的富集现象,提示青菜在含砷鸡粪施肥后砷水平有较大影响,存在着砷超标风险。     

土壤砷有效性及其在柑桔中累积特征研究

在对全国柑桔主产区部分土壤和植株系统采样基础上,采用1.0mol/L HCl、0.5mol/L NaHCO3和1.0mol/L NH4Cl对土壤砷提取测定,结合土壤总砷、柑桔植株枝条、叶片和果肉中砷的测定结果,研究柑桔园土壤砷的总量、有效性及砷在柑桔中分布累积规律.结果表明:供试土壤总砷含量在1.77～16.0mg/kg之间,按土壤类型,黄棕壤最高,以下依次为黄壤、红壤和紫色土;砷在柑桔植株中累积分布规律为,叶片最高,枝条次之,果肉最少.其中,果肉与叶片砷含量呈极显著正相关(R=0.735 6**n=13),且叶片累积远大于果肉;三种提取剂中,0.5mol/L NaHCO3无论在酸性或石灰性土壤上提取结果均表现与柑桔果肉砷含量具极显著正相关性(R=0.541 0**n=45),可作为柑桔土壤砷有效性指标;0.5mol/L NaHCO3提取有效砷与土壤Olsen磷呈极显著正相关(R=0.600 6**n=45),且在不同酸碱性质土壤上砷的提取量与Olsen磷的大小具有相同趋势,证明砷在土壤中具有与磷相似的化学行为和吸附-解吸特征.     

不同品种空心菜对重污染土壤砷的吸收累积及其亚细胞分布

采用水泥池小区试验研究了土壤As污染(66.4 mg·kg-1)胁迫对19种空心菜生长、As累积以及As的亚细胞分布的影响。结果表明,各品种空心菜均能生长,但不同品种空心菜生物量及As累积量存在显著差异(P0.05),地上部As含量范围为0.73~191.12 mg·kg-1,均超出食品中污染限量的标准(0.5 mg·kg-1)。台湾白骨柳叶空心菜、泰国白梗柳叶空心菜、油青空心菜3个品种为相对低累积品种;台湾大叶白骨空心菜、菜农D-95空心菜、港种青绿梗叶空心菜、泰国竹叶空心菜4个品种为相对高累积品种。19个品种空心菜亚细胞中固持As含量大小顺序为胞质(49.06%~77.44%)细胞器(19.90%~46.82%)细胞壁(2.22%~16.73%)。     

油茶间作不同绿肥的土壤分形及养分损耗特征

为探讨油茶林间作不同绿肥对耕作层土壤颗粒分形特征及养分退化产生的影响,在野外调查与室内分析的基础上,分析了间作不同绿肥下油茶林的土壤颗粒分形维数及其与土壤粒径分布、养分含量的关系。结果表明：（1）该区域土壤粒径分布主要以粘粒（＜0.002 mm）和粉粒（0.002～0.05 mm）为主,土壤分形维数为2.681~2.882,顺序为：CK＜黑麦草＜鼠茅草。（2）研究区土壤体积分形维数与粘粒（<0.002 mm）体积百分含量呈极显著正相关关系（P＜0.01）,与粉粒（0.002～0.05 mm）体积百分含量呈显著正相关（P＜0.05）,与砂砾（0.05～2.00 mm）体积百分含量呈显著负相关关系（P＜0.05）;分形维数与土壤含水量呈显著正相关（P＜0.05）,而与有机质、全氮、水解性氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾及土壤容重的相关性未达到显著水平（P＞0.05）。（3）3月至8月,两种绿肥间作均显著提高了油茶林耕作层土壤的含水量,减少了养分的损耗,其中以鼠茅草改良效果最好。综上,土壤分形维数能够很好地表征土壤质地、粒径组成以及土壤养分状况,为油茶林地复合经营土壤质量评价提供一定的参考。     

溴氰菊酯在团头鲂体内的富集消除规律研究

【目的】对溴氰菊酯(DM)在团头鲂体内的富集及消除规律进行研究,为水环境中污染物残留及水产品的质量安全问题研究提供理论依据。【方法】在(18±0.5)℃水温下,以团头鲂为研究对象,经5μg/L DM药浴后,利用气相色谱法分析不同时间DM在血浆、肝脏、肌肉、皮肤、鳃、胆组织中的药物残留,采用3p97药代动力学软件对DM在血浆中的血药浓度时间数据进行拟合,构建DM在各组织中的消除曲线方程。【结果】DM在血浆中的峰值浓度(Cmax)为75.96μg/L,达峰时间(Tmax)为7.05h,药-时曲线下面积AUC为1 524.69(μg·h)/L,吸收半衰期(T1/2(ka))为3.66h,消除半衰期(T1/2(ke))为6.73h;DM在团头鲂各组织中富集的浓度从高到低依次为鳃血浆肝脏皮肤肌肉胆;肝脏、肌肉、皮肤、鳃及胆组织对DM的消除半衰期(T1/2)分别为13.75,12.55,12.55,5.35和3.28d。团头鲂血浆、肝脏及鳃组织中的DM含量于药浴12h后明显降低,各组织中的DM含量84h后均降至(14.37±11.65)μg/kg以下,低于我国规定的DM在鱼肌肉中的最高残留限量(30μg/kg);但低含量DM在团头鲂体内维持时间较长,768h(32d)时在皮肤、肝脏、鳃及肌肉组织中仍有残留。【结论】DM在团头鲂体内吸收分布迅速,在鳃、血浆和肝脏组织中富集浓度较高,其消除时间也较长,药浴后768h(32d)在大部分组织中仍能检出。     

鸡粪中4种抗生素在青菜中的累积动态及生物炭的阻控作用

为探究鸡粪中的抗生素在蔬菜中的累积规律,通过盆栽试验研究了鸡粪中四环素（TC）、土霉素(OTC)、磺胺甲噁唑(SMZ)、磺胺二甲嘧啶(SM₂)4种抗生素在青菜中的累积动态,探讨了小麦秸秆炭、稻壳炭对鸡粪中抗生素在青菜中累积的阻控效果。结果表明：鸡粪中4种抗生素均可被青菜吸收,在青菜移栽后的第10 天青菜中抗生素的累积浓度达到最高,随后浓度逐渐下降;在鸡粪中添加相同浓度（200 mg·kg^-1）抗生素时,移栽10 d的青菜中SM₂的累积浓度最高（957.35 μg·kg^-1）,OTC、TC次之（分别为300.17和216.75 μg·kg^-1）,SMZ累积浓度最低（36.62 μg·kg^-1）;青菜中抗生素的累积浓度随着鸡粪中抗生素添加浓度的升高而升高。小麦秸秆炭和稻壳炭可显著降低鸡粪中4种抗生素在青菜中的累积,但两种生物炭的阻控效果差异不显著,土壤中抗生素有效态浓度的显著降低是生物炭减少青菜中抗生素累积的主要原因。     

洛克沙胂暴露对土壤微生物碳代谢功能多样性的影响

【目的】运用Biolog法分析洛克沙胂作用下的土壤微生物群落碳代谢多样性,以揭示洛克沙胂在环境中残留对土壤微生物学性状的影响.【方法】采集新鲜土壤加入不同质量浓度的洛克沙胂溶液混匀,使药物质量分数(以As计)分别为:低质量分数组15 mg·kg-1、中质量分数组75 mg·kg-1、高质量分数组150 mg·kg-1,放置在室温(20~25℃)下培养,于处理后第1、2、3、5、8周分别采取培养土壤,用Biolog法进行分析.【结果和讨论】洛克沙胂对土壤微生物群落碳代谢功能影响显著,且存在一定的剂量依赖效应.经主成分分析,第1周,洛克沙胂低质量分数组(w=15 mg·kg-1)土壤微生物群落多样性和对照组差异不明显,第2、3、5、8周,各组土壤微生物群落碳代谢类型差异显著,其中高质量分数组(w=150 mg·kg-1)与对照组差异最大.结果表明,洛克沙胂可致土壤微生物群落碳代谢能力与多样性改变,胁迫浓度越高其作用越强.同时,洛克沙胂对土壤微生物群落碳代谢能力与多样性的影响还表现出时间差异,在暴露胁迫的后期(第5、8周),洛克沙胂的影响逐步减弱,可能与洛克沙胂在土壤中发生化学结构改变和降解有关.     

皇竹草(Pennisetum hydridum)对施用重金属污染的鸡粪和污泥的响应及其污染修复效应

采用土壤盆栽试验的方法,以重金属Zn、Cu、Pb 和Cd污染的鸡粪和污泥为肥料,分别与赤红壤土按1∶9的比例混合后作为栽培基质种植皇竹草,研究其对皇竹草生长发育的影响及皇竹草吸收重金属的能力。试验结果表明,通过种植皇竹草可实现对土壤中各重金属有效的提取,其中根部和茎秆是主要累积重金属的器官。各处理组的皇竹草生长状况良好,其中施肥处理对皇竹草生长具有显著的促进作用。秋季种植的皇竹草于200 d生长后,鸡粪处理、污泥处理和空白对照组的每蔸生物量分别达736.56±29.21、99.99±32.01 g和466.89±37.08 g。各处理组皇竹草对栽培基质中重金属Zn、Cu、Pb 和 Cd的提取率分别达到1.90%~4.52%、3.96%~5.72%、0.53%~1.24%和10.34%~17.14%。其中对重金属Zn、Cd和Pb吸收量在鸡粪处理组中达到最大值分别为89.74、0.68 mg和19.18 mg,而Cu吸收量在污泥处理组达到最大值为16.84 mg。可见,皇竹草能有效提取栽培基质中较高浓度的重金属,是修复重金属污染土壤的可行材料。     

菌肥及泥炭土浸提液对植物提取土壤Cd的影响

采用温室盆栽试验,研究菌肥和泥炭土浸提液对东南景天生物量、Cd富集特征、土壤Cd有效性和土壤理化性质及对后茬水稻在落干条件下水稻Cd的影响。结果表明,菌肥和泥炭土浸提液均能提高东南景天对土壤重金属的提取效率,其中施用两次液体菌肥的效果最好,东南景天对Cd提取量为0.34 mg·pot^-1,是对照的3.1倍,泥炭土浸提液处理的东南景天Cd提取量为0.32 mg·pot^-1,是对照的2.9倍,这两种处理对Cd的提取率较高,达到13%~15%,土壤全量Cd的降低幅度达到17.55%~20.41%。东南景天收获后种植水稻,落干条件下促进了水稻对Cd的吸收,稻米和茎叶的Cd提取量较对照增幅分别为30.31%~396.24%和12.36%~257.65%,其中在菌肥及泥炭土浸提液联合处理下水稻对Cd的吸收最大,稻米和茎叶的Cd含量分别为2.14 mg·kg^-1和2.88 mg·kg^-1,水稻地上部对Cd总提取率达到3.15%。因此,施用两次菌肥是提高东南景天提取土壤Cd的有效措施,菌肥与泥炭土浸提液联合施用在落干条件下显著强化了水稻对土壤Cd的提取。