環(huán)境條件對多孔介質(zhì)中洛克沙胂生物轉(zhuǎn)化的影響研究.pdf

1、洛克沙胂(Roxarsone)作為一種含砷飼料制劑，近年來被大量應(yīng)用于我國的畜禽養(yǎng)殖中。洛克沙胂在畜禽體內(nèi)幾乎不發(fā)生降解，會經(jīng)由糞肥施用或養(yǎng)殖污水進入環(huán)境。洛克沙胂在環(huán)境中可能轉(zhuǎn)化成其他形態(tài)的有機砷或無機砷，會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生潛在的影響，因而引起了人們的廣泛關(guān)注。本文以多孔介質(zhì)中洛克沙胂生物轉(zhuǎn)化過程和機理為研究目標，針對影響其生物轉(zhuǎn)化過程的環(huán)境條件開展研究，通過改變外源性底物、含水率水平，分別采用純種菌（Shewannella oneid

2、ensis MR-1）和混和菌種進行不同濃度洛克沙胂生物轉(zhuǎn)化影響研究，分析洛克沙胂的轉(zhuǎn)化過程機制，得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)S.oneidensis MR-1不能直接將洛克沙胂作為碳源利用，在外源性底物存在時，例如乳酸鈉，則能夠提供S.oneidensis MR-1生長所必需的碳源，且能為其提供電子以轉(zhuǎn)化洛克沙胂，將其還原成唯一產(chǎn)物4-羥基-3-氨基苯胂酸(4-hydroxy-3-amino phenylarsonic ac

3、id，HAPA)。多孔介質(zhì)含水率條件顯著影響洛克沙胂的轉(zhuǎn)化過程;當實驗組中的含水率低于25.00％時，洛克沙胂基本沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化，而只有當含水率達到28.75％以上時，洛克沙腫才得以還原;并且洛克沙胂的還原速度隨含水率增大而增加，含水率28.75％實驗組中洛克沙胂的降解半衰期約為含水率100％實驗組中的8.6倍。
　　(2)提取不同深度的土壤微生物進行研究，發(fā)現(xiàn)在108h內(nèi)，有氧狀態(tài)下均不能進行洛克沙胂轉(zhuǎn)化;厭氧狀態(tài)下，微生物所處的

4、土壤深度越深，對于洛克沙胂的轉(zhuǎn)化越慢，處于厭氧狀態(tài)下培養(yǎng)的土壤表層微生物對洛克沙胂的降解效率最高;土壤環(huán)境中的洛克沙胂生物轉(zhuǎn)化與土壤含水率密切相關(guān)，洛克沙胂的生物轉(zhuǎn)化隨著土壤含水率的增加而進行得越快也越徹底;經(jīng)過144h培養(yǎng)，含水率高于40.25％的實驗組中的洛克沙胂全部被轉(zhuǎn)化，含水率30.00％組中的轉(zhuǎn)化率為30％，而含水率12.50％組中的洛克沙胂基本沒有被轉(zhuǎn)化;在含水率40.25％和100％的實驗組中，洛克沙胂先被土壤微生物還原為

5、HAPA，其中37％的HAPA又被氧化成了毒性更大的三價砷、五價砷，還有極小一部分轉(zhuǎn)化成了一甲基砷(MMA)、二甲基砷(DMA);發(fā)現(xiàn)洛克沙胂等量轉(zhuǎn)化成了HAPA和其它形態(tài)的砷，還有6％的砷進入了細菌體內(nèi)。
　　(3)研究了含水率水平對于土壤微生物群落及多樣性的影響，通過高通量測序法，測得含有洛克沙胂的環(huán)境對土壤微生物有篩選作用，洛克沙胂會顯著限制土壤微生物的多樣性;含水率越高的環(huán)境，生物多樣性越低;土壤環(huán)境中優(yōu)勢菌種為腸桿菌屬(

6、Enterobacter，59.15％)、氣單孢菌屬(Aeromonas，9.25％)和假單胞菌(Pseudomonas，6.63％)，經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)后，含水率100％實驗組中優(yōu)勢菌種變成了假單胞菌（Pseudomonas，52.87％）、腸桿菌屬(Enterobacter，25.82％)和寡養(yǎng)單胞菌（Stenotrophomonas，7.56％），含水率12.50％實驗組中優(yōu)勢菌種變成了假單胞菌（Enterobacter，37.1