瞿夢(mèng)潔,李慧冬,2,李娜,張萌,朱端衛(wèi)*
(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境生態(tài)工程研究室,武漢 430070;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所,濟(jì)南 250100)
沉水植物對(duì)水體阿特拉津遷移的影響
瞿夢(mèng)潔1,李慧冬1,2,李娜1,張萌1,朱端衛(wèi)1*
(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境生態(tài)工程研究室,武漢430070;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所,濟(jì)南250100)
通過研究阿特拉津在武漢市湯遜湖、南湖和荊州市洪湖的沉積物-水體系中分配、吸附和解吸行為,得出阿特拉津在該體系下解吸平衡分配系數(shù)KPd遠(yuǎn)大于吸附平衡分配系數(shù)KP,即其滯后解吸行為顯著,表明阿特拉津一旦從水中進(jìn)入沉積物,則很難得以解吸。在此基礎(chǔ)上,將南湖沉積物添加阿特拉津淹水培養(yǎng)沉水植物菹草(Potamogeton crispus)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum),設(shè)置阿特拉津初始濃度為0.1、0.25、0.5 mg·kg-1,結(jié)果表明:兩種植物均能直接吸收阿特拉津,在第20 d,初始濃度為0.25 mg·kg-1時(shí),菹草和穗花狐尾藻體內(nèi)阿特拉津濃度分別為13.4、11.2 mg·kg-1;兩種植物對(duì)水體中阿特拉津具有一定的去除作用,培養(yǎng)45 d后,隨著濃度的增加,菹草和穗花狐尾藻對(duì)根際沉積物中阿特拉津的去除率分別達(dá)到92%、86%、91%和84%、82%、90%,至60 d時(shí),對(duì)上覆水中阿特拉津降解率分別為35.0%、51.3%、1.50%和32.4%、61.8%、0.44%。盡管水體中殘留阿特拉津容易被沉積物吸持,但在一定濃度范圍內(nèi)仍可用適當(dāng)?shù)某了参飳?duì)其進(jìn)行去除。
阿特拉津;分配;沉積物;穗花狐尾藻;菹草
瞿夢(mèng)潔,李慧冬,李娜,等.沉水植物對(duì)水體阿特拉津遷移的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2016,35(4):750-756.
QU Meng-jie,LI Hui-dong,LI Na,et al.The influence of submersed macrophytes on the migration of atrazine in water[J].Journal of Agro-Environment Science,2016,35(4):750-756.
阿特拉津是一種廣泛使用近70用的選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)型苗前、苗后除草劑,具有生物毒性[1-2]。在使用過阿特拉津的地區(qū),其地下水、河流和湖泊中都已檢測(cè)到該物質(zhì)的殘留,這些殘留物質(zhì)對(duì)水生生態(tài)環(huán)境已構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1,3-5]。在一些地方,地表水和地下水中檢測(cè)出的阿特拉津殘留量超過了3.0滋g·L-1的最大污染控制濃度[6-7]。美國(guó)環(huán)保局2011用通過對(duì)3249個(gè)水樣的檢測(cè),得出阿特拉津濃度平均值為1.1滋g·L-1,波動(dòng)范圍為0.05~38.6滋g·L-1[8]。經(jīng)多方統(tǒng)計(jì)可知,2008用我國(guó)阿特拉津的使用量已近1萬t。東遼河流域旱田分布區(qū)和非旱田分布區(qū)內(nèi)地表水中阿特拉津的平均含量分別為9.71滋g·L-1和8.85滋g·L-1[9];在鐵嶺市的招蘇臺(tái)河中,排污口水相中阿特拉津濃度高達(dá)1.233 mg·L-1,底泥中阿特拉津達(dá)到79.446 mg·g-1[10]。進(jìn)入湖泊沉積物中的阿特拉津,其吸附及分配行為對(duì)其在水體中的揮發(fā)、水解、生物降解、光降解以及被植物攝取將產(chǎn)生影響[11-14]。因此,研究阿特拉津在水體中的吸附解吸行為,對(duì)后續(xù)可采用何種方法將其去除具有重要意義。
有研究表明,阿特拉津在種有植物的土壤中降解更快,如轉(zhuǎn)基因楊樹對(duì)阿特拉津污染土壤修復(fù)效果顯著,水生鳶尾(Iris pseudacorus)、菖蒲(Acorus graminens)和千屈菜(Lythrum salicaria)對(duì)加速阿特拉津降解具有一定的作用[15-16],地衣(lichen)、狐尾草(Alopecurus pratensis)、貓薄荷(Nepeta cataria)等的根際土壤對(duì)阿特拉津礦化速率的提高有顯著作用[17]。除了直接吸收外,植物還可以釋放分泌物和酶,刺激根際微生物的活性和生物轉(zhuǎn)化作用來促進(jìn)有機(jī)污染物分解[18]。
沉水植物既是沉積物及其上覆水質(zhì)量的感受者,又是這一環(huán)境的改造者。阿特拉津?qū)χ参锒纠韺W(xué)方面的研究很多,但是有關(guān)沉水植物對(duì)阿特拉津在水體及沉積物中的吸收、降解、轉(zhuǎn)移作用的研究卻很少。本實(shí)驗(yàn)選擇沉水植物中的冬季±勢(shì)種菹草和夏季±勢(shì)種穗花狐尾藻為供試植物,在深入研究阿特拉津在沉積物和水中分配及解吸特性的基礎(chǔ)上,進(jìn)行沉水植物去除水體中阿特拉津的生物試驗(yàn),為研究沉水植物對(duì)水體阿特拉津降解提供依據(jù)。
沉積物和土壤具有相似的化學(xué)組成,兩者對(duì)化學(xué)物質(zhì)的吸附具有相似性[21-22]。有機(jī)化合物在土壤中的吸附主要存在兩種機(jī)理:一是有機(jī)污染物在土壤有機(jī)質(zhì)中的分配作用,其分配系數(shù)是定值,與其在有機(jī)質(zhì)中的溶解度有關(guān),且吸附質(zhì)和吸附劑之間沒有強(qiáng)烈作用;二是土壤礦物表面的吸附作用,由于各吸附點(diǎn)的能量不同,導(dǎo)致分配不均,因而分配系數(shù)會(huì)發(fā)生變化[23-24]。由表2可知,在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)供試沉積物對(duì)阿特拉津的分配系數(shù)KP基本維持穩(wěn)定,即阿特拉津在沉積物上的吸附以分配作用為主。此外,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果中Hcoe垌1,即阿特拉津一旦進(jìn)入水體,則很難從沉積物中解吸出來。
供試沉積物采自武漢市湯遜湖、南湖和荊州市洪湖,每個(gè)湖泊3個(gè)采樣點(diǎn)均設(shè)在湖泊主要排污口匯入處。采樣點(diǎn)分布如圖1所示。
圖1 湯遜湖、南湖和洪湖沉積物采樣點(diǎn)分布圖Figure 1 Locations of sediment sampling sites of Lake Tangxunhu,Lake Nanhu and Lake Honghu
1.3.2沉積物中阿特拉津含量測(cè)定
表1 沉積物的理化性質(zhì)Table 1 The physical and chemical properties of sediments
供試植物為單子葉沉水植物菹草和雙子葉沉水植物穗花狐尾藻,均采自武漢植物園。
阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于武漢義宏科技有限公司,純度99.5%。試驗(yàn)用農(nóng)藥配制:稱取1.000 g阿特拉津,溶于1000 mL甲醇,配制成1000 mg·L-1的阿特拉津-甲醇溶液。
對(duì)于旅游者來說,旅游紀(jì)念品是旅游活動(dòng)的憑證。對(duì)于景區(qū)來講,紀(jì)念品則是景區(qū)創(chuàng)收的重要環(huán)節(jié),因?yàn)榫皡^(qū)要發(fā)展自己絕不能僅僅依靠門票和餐飲的收入。紀(jì)念品是可以承載紀(jì)念意義的物品,紀(jì)念品通常是以實(shí)物而存在的,能長(zhǎng)時(shí)間保存,在人際間的交往中,可以起到增進(jìn)感情、加深印象的作用。有人比喻旅游紀(jì)念品是一個(gè)城市的名片,這張名片典雅華麗,有極高的收藏與鑒賞價(jià)值。
恒溫振蕩器國(guó)華SHA-C型;高效液相色譜Agilent Technologies 1200 Series;色譜柱AlltimaTMC18(250 mm×4.6 mm×5滋m)。
稱取5.00 g植物樣于50 mL離心管中,加入5 mL乙腈振蕩提取15 min,以4000 r·min-1的轉(zhuǎn)速離心5 min。經(jīng)0.22滋m孔徑濾膜過濾,用HPLC測(cè)定,色譜入件同1.3.1。阿特拉津平均回收率為83.5%~97.4%,RSD在6%以內(nèi),符合農(nóng)藥殘留檢測(cè)的相關(guān)要求。
1.2.1阿特拉津的吸附和解吸平衡實(shí)驗(yàn)
批量稱取3.00 g沉積物樣品,置于50 mL磨口三角瓶中,分別加入0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mg·L-1的阿特拉津水溶液20 mL,充氮?dú)夂竺芊猓?5益、280 r·min-1入件下振蕩48 h,每組設(shè)3個(gè)重復(fù)。預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,阿特拉津的吸附過程在48 h內(nèi)完成,和相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)果一致[19]。在吸附平衡后,將懸浮液在6000 r· min-1入件下離心10 min,取10 mL上清液測(cè)定阿特拉津濃度,結(jié)果用于其吸附量的計(jì)算;在剩余的上清液中加入10 mL去離子水,將三角瓶充氮?dú)饷芊夂笫钩练e物重新懸浮,于25益、280 r·min-1入件下振蕩48 h,將達(dá)到吸附平衡的懸浮液在6000 r·min-1入件下離心10 min,取上清液測(cè)定阿特拉津濃度,結(jié)果用于其剩余吸附量的計(jì)算。
1.2.2沉水植物培養(yǎng)試驗(yàn)
1.3測(cè)定方法
在容積18 L塑料桶中加入5 kg南湖沉積物。沉積物中阿特拉津設(shè)置3個(gè)濃度處理,每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)種植沉水植物。同時(shí),每個(gè)處理設(shè)有無沉水植物的對(duì)照,2個(gè)重復(fù)。另設(shè)置既無沉水植物又無阿特拉津的空白對(duì)照(CK),2個(gè)重復(fù)。將配置的1000 mg· L-1的阿特拉津-甲醇溶液分別取0.5、1.25、2.5 mL加入沉積物中,機(jī)械混合,使沉積物中阿特拉津的濃度分別達(dá)到0.10、0.25、0.50 mg·kg-1,在沉積物中放入300目尼龍網(wǎng)袋,袋中填充混合均勻相應(yīng)濃度阿特拉津的沉積物,將供試沉水植物種入袋中(袋內(nèi)為根際沉積物),以虹吸法加入蒸餾水作為上覆水進(jìn)行培養(yǎng),上覆水深度為15 cm,定期補(bǔ)充蒸餾水抵消蒸發(fā)。每盆種植的植物鮮重固定為20 g。
1.3.1上覆水中阿特拉津含量測(cè)定
取100 mL水樣于燒杯中,加入5 g NaCl,用玻棒攪拌溶解。然后將水樣倒入250 mL分液漏斗中,再加入20 mL乙酸乙酯萃取劑,萃取5 min。靜置分層后,從下部分離出水相,從上部將有機(jī)相導(dǎo)入蒸發(fā)皿中,于40益水浴下蒸發(fā)近干,然后用甲醇定容至1 mL。定容液經(jīng)0.22滋m孔徑濾膜過濾,用高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定。色譜入件:色譜柱AlltimaTMC18(250 mm×4.6 mm);甲醇溶液作為流動(dòng)相,甲醇和水體積比為80頤20;流動(dòng)相流速為1 mL·min-1,光電二極管檢測(cè)波長(zhǎng)為222 nm;進(jìn)樣量為10滋L。
今天的教學(xué)已進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期,尤其終身教育已被認(rèn)可。擺在每個(gè)人面前的未知領(lǐng)域永遠(yuǎn)存在,如何有針對(duì)的使學(xué)生帶疑而學(xué),如何使教師釋疑而教將顯得尤為重要。
采集沉積物的3個(gè)湖均屬于淺水湖泊,平均水深為1.5~2 m,可以分為3類:其中南湖位于武漢城中,接納城市雨水并一定程度上被城市生活污水污染,屬于重度富營(yíng)養(yǎng)化湖泊;湯遜湖位于武漢市城郊,主要接納農(nóng)業(yè)面源污染,屬富營(yíng)養(yǎng)化湖泊;洪湖位于長(zhǎng)江武漢段段首的南岸,是一個(gè)天然濕地,水質(zhì)屬中營(yíng)養(yǎng)水平。將處理一定時(shí)間的沉積物取回室內(nèi),瀝去明水,鋪平,陰干,干透后進(jìn)行研磨,過100目篩網(wǎng),然后裝于密封袋中儲(chǔ)存。沉積物理化性質(zhì)如表1。
聊了一陣子,話頭轉(zhuǎn)到西瓜上來了,她說:“你種的西瓜真好,甜得很。”剖了瓜,自己拿一瓣,還拿一瓣給我。我咬了兩口,見上面有瓜籽,就用小指把它摳出來,瓜籽摳出來了,沾在我的指尖,我的臉也像瓜瓤子,通紅通紅的。
稱取5.00 g沉積物樣于50 mL離心管中,加5 mL 0.01 mol·L-1的CaCl2溶液和10 mL甲醇溶液(1頤1),靜置12 h。在100 Hz、25益入件下超聲處理20 min,然后以4000 r·min-1的轉(zhuǎn)速離心10 min,將上清液倒入100 mL錐形瓶中;向離心管中再加入10 mL甲醇溶液,相同入件超聲、離心、合并離心液,并重復(fù)以上操作一次。將3次的離心液用定量濾紙過濾至250 mL的分液漏斗中,用30 mL蒸餾水分次洗滌錐形瓶;再向分液漏斗中加入20 mL二氯甲烷萃取劑萃取5 min,靜置分層后從下部分離出有機(jī)相,收集于蒸發(fā)皿中。重復(fù)萃取2次,合并萃取液。將萃取液于40益水浴下蒸發(fā)近干,然后用甲醇定容至2 mL。定容液經(jīng)0.22滋m孔徑濾膜過濾,用HPLC進(jìn)行測(cè)定,色譜入件同1.3.1。
目前,高中美術(shù)課程的內(nèi)容豐富多彩,對(duì)學(xué)生審美能力的提高是非常有益的??墒侨珖?guó)各省、各高校美術(shù)專業(yè)的招生考試基本上摒棄了高中美術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容,而局限在素描寫生、色彩、速寫這幾門上,這樣既不能體現(xiàn)高中美術(shù)課改的成果,也無法衡量考生的藝術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)造能力。隨著課程改革的全面推行,新的美術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)明確了美術(shù)課程的人文性質(zhì),使美術(shù)教育內(nèi)涵更加豐富多彩。高中階段對(duì)美術(shù)特長(zhǎng)生的教育應(yīng)結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn),提高學(xué)生的文化素養(yǎng),并在教學(xué)中不斷提高學(xué)生的專業(yè)技能與技巧,教師要嘗試運(yùn)用新的理念來解剖老教材,給美術(shù)課堂教學(xué)帶來了勃勃生機(jī),使學(xué)生的靈性在課堂上得到充分展現(xiàn)。
1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.4吸附-解吸相關(guān)參數(shù)計(jì)算方法
方程(1)被用來計(jì)算吸附平衡實(shí)驗(yàn)中沉積物中阿特拉津的吸附量:式中:Csa、Cwa和C0分別代表吸附平衡時(shí)沉積物中阿特拉津濃度(吸附量,mg·kg-1)、水相中阿特拉津濃度(mg·L-1)和阿特拉津的初始濃度(mg·L-1);R表示固液比,為3頤20。
1.3.3水生植物中阿特拉津含量測(cè)定
解吸平衡時(shí),沉積物中阿特拉津濃度可以用方程(2)來計(jì)算:
式中:Csd表示解吸平衡時(shí)沉積物中阿特拉津濃度(剩余吸附量),mg·kg-1;Cwd表示取出部分吸附平衡上清液后再次解吸達(dá)到平衡時(shí)水相中阿特拉津濃度,mg·L-1。
吸附平衡和解吸平衡的分配系數(shù)KP和KPd(L· kg-1)分別由方程(3)和方程(4)計(jì)算得出:
方程(5)用來計(jì)算阿特拉津在沉積物中的滯后解吸系數(shù):
Hcoe值越大,表明滯后解吸現(xiàn)象越明顯,即阿特拉津越難從沉積物中解吸出來。
(4)簡(jiǎn)潔高效原則。能源轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)越多,損耗越大,同時(shí)工藝復(fù)雜,對(duì)控制的要求也越高。簡(jiǎn)潔合理的工藝流程,配以高水平的自控和監(jiān)測(cè)系統(tǒng),能提升設(shè)備的可靠性,降低運(yùn)行維護(hù)成本。
2.1阿特拉津在沉積物中的分配特性
發(fā)酵液體飼料的配料,不僅要平衡養(yǎng)分,還要十分關(guān)注最終成品的物理化學(xué)穩(wěn)定性,兼顧營(yíng)養(yǎng)性、乳化性和懸浮性等[13]。對(duì)于液體補(bǔ)充飼料商品,加拿大食品檢驗(yàn)局動(dòng)物健康生產(chǎn)部規(guī)定在干飼料標(biāo)識(shí)基礎(chǔ)上增加標(biāo)識(shí)要求:①應(yīng)有單位容積的重量,容積測(cè)定溫度20℃。②如含有不能保持懸浮達(dá)60 d的原料,應(yīng)在標(biāo)識(shí)上注明“用本制品配制或飼喂時(shí)必須攪動(dòng)”。③應(yīng)注明:“本制品的黏度隨溫度升高而下降”。④液體原料和最終產(chǎn)品的所有加工、運(yùn)輸、貯存設(shè)備都必須是耐腐蝕的。
本實(shí)驗(yàn)中湯遜湖、南湖和洪湖沉積物對(duì)阿特拉津的吸附平衡分配系數(shù)KP和解吸平衡分配系數(shù)KPd如表2所示,所得分配系數(shù)與前人研究結(jié)果在同一個(gè)數(shù)量級(jí)[20]。供試沉積物對(duì)阿特拉津的KP依次為洪湖>南湖>湯遜湖,其中洪湖沉積物對(duì)阿特拉津的吸附能力最強(qiáng),南湖次之,湯遜湖吸附阿特拉津最差。因?yàn)镵Pd大于KP,所以沉積物的滯后解吸系數(shù)均大于1,其中,南湖的滯后解吸系數(shù)最大,洪湖的最小。
1.1材料
表2 不同湖泊沉積物對(duì)阿特拉津的吸附-解吸系數(shù)Table 2 The adsorption-desorption coefficients of atrazine in the sediments
2.2沉水植物對(duì)沉積物中阿特拉津的影響
為了評(píng)價(jià)沉水植物對(duì)沉積物中阿特拉津的去除效果,選取各項(xiàng)指標(biāo)適中的南湖沉積物進(jìn)行沉水植物培養(yǎng)試驗(yàn),結(jié)果如圖2所示。在相同初始濃度入件下培養(yǎng)15 d,菹草和穗花狐尾藻根際沉積物中阿特拉津的濃度分別為30、45、60滋g·kg-1和38、45、65滋g· kg-1,顯著小于非根際沉積物的50、78、155滋g·kg-1和40、84、150滋g·kg-1。隨著阿特拉津初始濃度的增加,根際與非根際沉積物中阿特拉津的濃度差異越來越顯著,說明沉水植物能減少根際沉積物中的阿特拉津含量,沉水植物的種植能促進(jìn)阿特拉津的去除。
阿特拉津的去除主要依靠植物根系的微生物作用[25]。菹草和穗花狐尾藻的根際沉積物中阿特拉津濃度比非根際沉積物中阿特拉津濃度低,可能是因?yàn)橹参锔H微生物對(duì)阿特拉津的降解效果更好。雖然植物主要通過根系吸收阿特拉津,并且轉(zhuǎn)移至植物分生組織及葉部[26],但是這種作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沉積物中降解菌對(duì)阿特拉津的降解作用。為了得到沉水植物對(duì)根際沉積物中阿特拉津的去除效果,將沉水植物對(duì)阿特拉津的實(shí)際去除率進(jìn)行比較,結(jié)果如圖3所示。
與對(duì)照組比較,試驗(yàn)組學(xué)生期末考試總成績(jī)、專業(yè)技能培訓(xùn)成績(jī)均較高,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。試驗(yàn)組學(xué)生對(duì)提高學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)效果、重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)的掌握、增進(jìn)師生感情等方面贊成人數(shù)比例均高于80%,見(表1,表2)。
由圖3可知,對(duì)于不同初始濃度的阿特拉津,無論是菹草還是穗花狐尾藻,沉水植物對(duì)其的去除率都是隨著其初始濃度的增大而增大。在培養(yǎng)45 d內(nèi),阿特拉津初始濃度為0.10、0.25、0.50 mg·kg-1時(shí),菹草和穗花狐尾藻對(duì)根際沉積物中阿特拉津的去除率分別達(dá)到92%、86%、91%和84%、82%、90%。隨著時(shí)間的推移,阿特拉津初始濃度為0.10 mg·kg-1時(shí),兩種沉水植物對(duì)沉積物中阿特拉津的去除率最終高于0.25 mg·kg-1時(shí)對(duì)應(yīng)的去除率。對(duì)比兩種沉水植物對(duì)于阿特拉津的去除率可以得出,阿特拉津初始濃度為0.25、0.50 mg·kg-1時(shí),這兩種沉水植物對(duì)阿特拉津的去除率無顯著差異,當(dāng)阿特拉津濃度低至0.10 mg·kg-1時(shí),菹草對(duì)阿特拉津的去除率最終高于穗花狐尾藻。
圖2 來理15 d時(shí)根際與非根際沉積物中阿特拉津的濃度Figure 2 Concentration of atrazine in rhizosphere and non-rhizosphere sediments under the treatment of 15 days
圖3 不同初始濃度下沉水植物對(duì)根際沉積物中阿特拉津的去除率Figure 3 The removal ratio of atrazine in rhizosphere sediments by submerged macrophytes under different initial concentrations of atrazine
表3 沉水植物生長(zhǎng)對(duì)上覆水中阿特拉津降解率的影響Table 3 Degradation rate of atrazine in the overlying water during growing of the plants
2.3沉水植物對(duì)上覆水中阿特拉津去除效果的影響
看到部分農(nóng)產(chǎn)品因銷售和運(yùn)輸困難,導(dǎo)致“增產(chǎn)不增收”的窘狀,服務(wù)團(tuán)提出要加快農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提高宜章農(nóng)業(yè)的抵抗風(fēng)險(xiǎn)力。為此,宜章縣委、縣政府專門出臺(tái)了《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的實(shí)施意見》,突出做好京港澳高速公路宜章服務(wù)區(qū)現(xiàn)代物流園建設(shè),打造湖南農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流品牌。
由于吸附-解吸平衡的存在,施入沉積物中的阿特拉津或多或少地釋放到上覆水中。由表3可知,在培養(yǎng)的初始階段,沉水植物并不能很好地去除上覆水中的阿特拉津。沉積物中0.50 mg·kg-1阿特拉津嚴(yán)重抑制了沉水植物對(duì)水中阿特拉津的去除,如培養(yǎng)60 d時(shí),菹草和穗花狐尾藻對(duì)上覆水中阿特拉津降解率僅分別為1.50%和0.44%。隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加,兩種沉水植物均在0.25 mg·kg-1入件下對(duì)水中阿特拉津的去除率最高,可達(dá)45%以上;在低濃度阿特拉津時(shí),沉水植物對(duì)水中阿特拉津的去除率只在30%以上。盡管穗花狐尾藻比菹草去除阿特拉津的效果更好,但是穗花狐尾藻對(duì)阿特拉津卻更加敏感,高濃度阿特拉津明顯抑制穗花狐尾藻的生長(zhǎng),導(dǎo)致其去除率極低。
水解過程是農(nóng)藥的一個(gè)主要水環(huán)境化學(xué)行為。相對(duì)而言,阿特拉津在酸性入件下的降解要比在中性和堿性入件下快[27]。菹草和穗花狐尾藻既可通過直接吸收,也可通過改變水環(huán)境入件使得上覆水中阿特拉津被去除。但沉水植物的光合作用往往使上覆水pH升高[28],這種情況可能對(duì)阿特拉津酸催化水解有抑制作用,導(dǎo)致沉水植物存在下,上覆水中阿特拉津的去除率不高;同時(shí),阿特拉津濃度越低,植物長(zhǎng)勢(shì)越好,光合作用越強(qiáng)烈,對(duì)阿特拉津水解抑制作用更強(qiáng),導(dǎo)致0.10 mg·kg-1入件下沉水植物對(duì)上覆水中阿特拉津降解率低于0.25 mg·kg-1時(shí)的降解率。
雞皮刺螨通常在夜間活動(dòng),白天主要棲息在墻壁、水槽、飼料槽、墻壁、縫隙等處,并且成蟲主要在白天聚集場(chǎng)所產(chǎn)卵,在進(jìn)行該種寄生蟲疾病防治中,應(yīng)該采取內(nèi)外防治的措施,徹底消滅養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)部的害蟲[3]。在進(jìn)行防治中,應(yīng)該確保鵝體表害蟲驅(qū)殺和周圍環(huán)境殺蟲同步進(jìn)行。在進(jìn)行藥物防治中,一定要選擇最佳防治時(shí)機(jī),夏秋季節(jié)外界溫度較高,養(yǎng)殖舍溫度濕度較大,鵝群呼吸頻率較快,防治時(shí)機(jī)不合理,很容易導(dǎo)致鵝吸入大量藥液而出現(xiàn)中毒,因此在進(jìn)行防治時(shí),最好選擇在早晨或傍晚進(jìn)行,要在有效的時(shí)間內(nèi)反復(fù)對(duì)螨蟲棲息地進(jìn)行噴霧滅蟲處理。
2.4沉水植物對(duì)阿特拉津的吸收作用
錢總還在感概老道運(yùn)氣好的時(shí)候,王祥心里泛起了嘀咕,上個(gè)禮拜?那時(shí)不是老道剛剛和自己分手么?怎么突然老道就找到了這么一批寶物?難不成我一走,老道又遇到了什么貴人,用半袋子冥器換了新寶貝?而且說到老道的手下不就是我自己嘛,怎么變成跟著老道出走了呢?
由表4可知,沉積物中阿特拉津初始濃度為0.25 mg·kg-1時(shí),在第20 d,菹草和穗花狐尾藻體內(nèi)阿特拉津濃度分別為13.4、11.2 mg·kg-1;在培養(yǎng)達(dá)到60 d時(shí),阿特拉津濃度更低。隨著時(shí)間的增加,植物體內(nèi)阿特拉津濃度降低,說明阿特拉津被逐漸降解。在前40 d菹草降解量多于穗花狐尾藻,在40~60 d時(shí),穗花狐尾藻降解的阿特拉津則更多。
1381 Application of virtual reality training in urethrovesical anastomosis of robot-assisted laparoscopic radical prostatectomy
表4 菹草和穗花狐尾藻體內(nèi)阿特拉津的濃度變化(mg·kg-1)Table 4 Accumulation of atrazine in P.crispus and M.spicatum
沉積物對(duì)阿特拉津的吸附能力表現(xiàn)為洪湖>南湖>湯遜湖,其滯后解吸系數(shù)均遠(yuǎn)大于1,表明滯后解吸現(xiàn)象明顯,即阿特拉津一旦進(jìn)入水體,則很難從沉積物中解吸出來。
如前所述,通過對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程目前資源的整理、分析以及對(duì)教學(xué)中的需求對(duì)比,案例庫(kù)建設(shè)中,應(yīng)以“選”、“整”、“合”、“飾”的方式,一步步深入探討案例內(nèi)涵、案例特征、案例層次,仔細(xì)甄別、去舊填新,大量增加,整理出適合我校區(qū)機(jī)械制造基礎(chǔ)教學(xué)的案例。
低濃度時(shí)菹草對(duì)沉積物中阿特拉津的去除效果高于穗花狐尾藻,高濃度時(shí)這兩種植物對(duì)沉積物阿特拉津的去除效果相差不大。沉積物中阿特拉津濃度過高會(huì)嚴(yán)重影響沉水植物的生長(zhǎng),導(dǎo)致其對(duì)上覆水中阿特拉津的去除率下降或幾乎沒有去除。同時(shí),這兩種沉水植物能直接吸收水體中阿特拉津,一定入件下,菹草和穗花狐尾藻體內(nèi)阿特拉津濃度最高分別達(dá)到13.4、11.2 mg·kg-1。
[1]Spliid N H,Kopper B.Occurrence of pesticides in danish shallow ground water[J].Chemosphere,1998,37(7):1307-1316.
[2]Ibrahim S I,Lateef M F A,Khalifa H M S,et al.Phytoremediation of atrazine-contaminated soil using Zea mays(maize)[J].Annual of Agricultural Science,2013,58(1):69-75.
[3]Shipitalo M J,Owens L B.Atrazine,deethylatrazine,and deisopropylatrazine in surface runoff from conservation tilled watersheds[J].Environmental Science&Technology,2003,37(5):944-950.
[4]Brodeur J C,Svartz G,Perez-Coll C S,et al.Comparative susceptibility to atrazine of three developmental stages of Rhinella arenarum and influence on metamorphosis:Non-monotonous acceleration of the time to climax and delayed tail resorption[J].Aquatic Toxicology,2009,91(2):161-170.
[5]Dong X,Zhu L,Wang J,et al.Effects of atrazine on cytochrome P450 enzymes of zebrafish(Danio rerio)[J].Chemosphere,2009,77(3):404-412.
[6]Susan K N,Sadeghi A M,Shirmohammdadi A,et al.Atrazine distribution measured in soil and leachate following infiltration conditions[J]. Chemosphere,2004,54(4):489-496.
[7]Ritter W F,Scarborough R W,Chirnside A E M.Contamination of groundwater by triazine,metolachlor and alachlor[J].Journal of Contaminant Hydrology,1994,15(1/2):73-92.
[8]United States Environmental Protection Agency.Pesticides:Reregistration,Atrazine Updates.Washington,DC.[EB/OL].http//www.epa.gov/ pesticides/reregistration/atrazine/atrazine-update htm#CWS,2012.
[9]嚴(yán)登華,何巖,王浩.東遼河流域地表水體中Atrazine的環(huán)境特征[J].環(huán)境科學(xué),2005,26(3):203-208.
YAN Deng-hua,HE Yan,WANG Hao.Environmental characteristics of the atrazine in the waters in east Liaohe River basin[J].Environmental Science,2005,26(3):203-208.
[10]張琦,焦軍,孫源海,等.用氣相色譜法分析廢水和底泥中的阿特拉津[J].甘肅環(huán)境研究與檢測(cè),2001,14(3):151-152,156.
ZHANG Qi,JIAO Jun,SUN Yuan-hai,et al.Determination of atrazine in waste water and sediments using gas chromatography[J].Gansu Environmental Study and Monitoring,2001,14(3):151-152,156.
[11]Nicholls P H.Factors influencing the entry of pesticides into soil water[J].Pesticide Science,1998,22(2):123-137.
[12]Lesan H M,Bhandari A.Atrazine sorption on surface soils:Time-dependent phase distribution and apparent desorption hysteresis[J]. Water Research,2003,37(7):1644-1654.
[13]Alvord H H,Kadlec R H.The interaction of atrazine with wetland sorbents[J].Ecological Engineering,1995,5(4):469-479.
[14]Wu M,Huang S,Wen W,et al.Nutrient distribution within and release from the contaminated sediment of Huaihe River[J].Journal of Environmental Sciences,2012,23(7):1086-1094.
[15]Cunningham S D,Berti W R.Remediation of contaminated soils with green plants:An overview[J].In Vitro Cell&Developmental Biology,1993,29(4):207-212.
[16]Walton B T,Guthrie E A,Hoylman A M.Toxicant degradation in the rhizosphere[M]//Anderson T A,Coats J R.Bioremediation Through Rhizosphere Technology.Washington:American Chemical Society,1994:11-26.
[17]Schwitzgu佴bel J P,Meyer J,Kidd P.Pesticides removal using plants:Phytodegradation versus phytostimulation[M]//Mackova M,Dowling DN,Macek T.Phytoremediation and Rhizoremediation.Theoretical Background,2006,9A:179-198.
[18]張?zhí)?,潘偉?根際環(huán)境與土壤污染的植物修復(fù)研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境,2003,12(1):76-80.
ZHANG Tai-ping,PAN Wei-bin.Progress in the research of rhizosphere and phytoremediation of contaminated soils[J].Ecology and Environment,2003,12(1):76-80.
[19]鄧建才,蔣新,胡維平,等.吸附反應(yīng)時(shí)間對(duì)除草劑阿特拉津吸附行為的影響[J].生態(tài)環(huán)境,2007,16(2):402-406.
DENG Jian-cai,JIANG Xin,HU Wei-ping,et al.Effect of adsorption reaction time on adsorption behavior of herbiciede atrazine[J].Ecology and Environment,2007,16(2):402-406.
[20]Yan H,Huang S L,Miklas S.Kinetic processes of acute atrazine toxicity to Brachydanio rerio in the presence and absence of suspended sediments[J].Water,Air,&Soil Pollution,2015,226(3):1-13.
[21]Yang H L,He M C.Adsorption of methyl antimony and methyl arsenic on soils,sediments,and mine tailings from antimony mine area[J].Microchemical Journal,2015,123:158-163.
[22]Zhang R M,Yan W,Jing C Y.Experimental and molecular dynamic simulation study of perfluorooctane sulfonate adsorption on soil and sediment components[J].Journal of Environmental Sciences-China,2015,29(1):131-138.
[23]Xing B S,Joseph J P.Time-dependent isotherm shape of organic compounds in soil organic matter:Implications for sorption mechanism[J]. Environmental Toxicology and Chemistry,1996,15(8):1282-1288.
[24]王芳,張承東.1,1,2,2-四氯乙烷在土壤中的吸附解吸研究及解吸滯后的新型模型模擬[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2011,30(2):295-300.
WANG Fang,ZHANG Cheng-dong.Sorption and desorption of 1,1,2,2-tetrachloroethane in soils and new model prediction of desorption hysteresis[J].Journal of Agro-Environment Science,2011,30(2):295-300.
[25]Mckinlay R G,Kasperek K.Observations on decontamination of herbicide-polluted water by marsh plant systems[J].Water Research,1999,33(2):505-511.
[26]Burken J G,Sclmoor J L.Uptake and metabolism of atrazine by poplar tree[J].Environmental Science&Technology,1997,31(5):1399-1406.
[27]葉常明,雷志芳,王杏君,等.除草劑阿特拉津的多介質(zhì)環(huán)境行為[J].環(huán)境科學(xué),2001,22(2):69-73.
YE Chang-ming,LEI Zhi-fang,WANG Xing-jun,et al.Multimedia environmental behavior of herbicide atrazine[J].Environment Science,2001,22(2):69-73.
[28]Mi W J,Zhu D W,Zhou Y Y,et al.Influence of Potamogeton crispus growth on nutrients in the sediment and water of Lake Tangxunhu[J]. Hydrobiologia,2008,603(1):139-146.
The influence of submersed macrophytes on the migration of atrazine in water
QU Meng-jie1,LI Hui-dong1,2,LI Na1,ZHANG Meng1,ZHU Duan-wei1*
(1.Laboratory of Eco-Environmental Engineering Research,College of Resources and Environment,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China;2.Institute of Quality Standard and Testing Technology,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Jinan 250100,China)
This paper researched the distribution,adsorption and desorption behaviors of atrazine in the sediment-water system of Lake Tangxunhu and Lake Nanhu in Wuhan City,and Lake Honghu in Jingzhou City,China,concluding that KPd,the desorption equilibrium distribution coefficient of atrazine in this system,is much higher than the adsorption equilibrium distribution coefficient KP.In other words,its hysteretic desorption behavior is obvious,and this suggests that atrazine will be hard to desorb once it enters into sediments.On this basis,Potamogeton crispus and Mriophyllum spicatum,two submerged plants that could absorb atrazine,were cultivated in the sediments in Lake Nanhu,and the initial concentration of atrazine was set equal to 0.10 mg·kg-1,0.25 mg·kg-1and 0.50 mg·kg-1.Both of the plants can directly absorb atrazine.When the initial concentration equaled 0.25 mg·kg-1on the 20th day,the concentration of the atrazine in P.crispus and M.spicatum was equal to 13.4 mg·kg-1and 11.2 mg·kg-1respectively.Moreover,both plants have a certain removal effect on atrazine in water.After 45 d,as the concentration increased,the removal rate of the atrazine in the sediments by P.crispus and M.spicatum reached92%,86%and 91%as well as 84%,82%and 90%.On the 60 d,the degradation rate of the atrazine in the overlying water reached 35.0%,51.3%and 1.50%as well as 32.4%,61.8%and 0.44%.Results show that even though the residue of atrazine in water is easily immobilized by sediments,macrophytes can still be properly applied in a specific concentration range to the removal of atrazine.
atrazine;distribution;sediments;Potamogeton crispus;Myriophyllum spicatum
X592
A
1672-2043(2016)04-0750-07
10.11654/jaes.2016.04.020
2015-11-15
國(guó)家科技重大專項(xiàng)子課題“三峽庫(kù)區(qū)水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值及其安全保障方案研究”(2012ZX07103.001);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“菹草驅(qū)動(dòng)的生物鈣泵在水/沉積物磷循環(huán)中的作用機(jī)制研究”(40973056)
瞿夢(mèng)潔(1990—),女,湖北荊州人,碩士研究生,主要從事植物修復(fù)湖泊污水方面的研究。E-mail:916759036@webmail.hzau.edu.cn
朱端衛(wèi)E-mail:zhudw@mail.hzau.edu.cn