羅 萃，黃懌揚(yáng)，黃冬根*，劉 苗，熊 偉，郭 勤，楊天資

植物－土壤系統(tǒng)中氯硝柳胺遷移轉(zhuǎn)化特征

羅 萃1，黃懌揚(yáng)2，黃冬根1*，劉 苗1，熊 偉1，郭 勤1，楊天資1

（1.南昌大學(xué)資源環(huán)境與化工學(xué)院，南昌 330031；2.北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083）

為了解鄱陽湖流域施用氯硝柳胺滅螺可能對區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響，對氯硝柳胺在鄱陽湖植物－土壤系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化特性進(jìn)行了盆栽實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明：氯硝柳胺在苔草、藜蒿根際土壤和空白土壤中降解符合一級動力學(xué)方程，半衰期分別為14.6、18.3、21.7 d；在植物－土壤系統(tǒng)中，植物根系會促進(jìn)氯硝柳胺在土壤中遷移轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的主要中間產(chǎn)物有2，5－二羥基苯甲酸，2－氯－4－硝基苯胺，2－氯－4－硝基苯酚，5－氯水楊酸等；苔草和藜蒿根際土壤中氯硝柳胺殘留量與微生物數(shù)量均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），其中，細(xì)菌在苔草根際土壤降解氯硝柳胺過程中起主導(dǎo)作用，而藜蒿根際土壤中起主導(dǎo)作用的微生物為放線菌；不同的時(shí)間，氯硝柳胺在苔草和黎蒿中的殘留量及中間產(chǎn)物濃度不同；黎蒿地上、地下部分的最大殘留濃度分別為2.47、0.99 mg·kg－1，均出現(xiàn)在盆栽的第10 d；苔草地上、地下部分的最大殘留濃度分別為1.7、1.0 mg·kg－1，均出現(xiàn)在盆栽的第6 d。氯硝柳胺及其降解的中間產(chǎn)物在植物中殘留時(shí)間較長，施藥期間食用可食植物會存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

氯硝柳胺；根際土壤；植物－土壤系統(tǒng)；微生物；遷移；轉(zhuǎn)化

鄱陽湖流域是江西省血吸蟲病的主要流行區(qū)，氯硝柳胺（2′，5－二氯－4′－硝基水楊酸酰替苯胺，Niclosamide）殺滅血吸蟲尾蚴、毛蚴和用于驅(qū)除人體及動物絳蟲，在鄱陽湖流域已經(jīng)連續(xù)使用20多年。每年有超過200 t（制劑量）氯硝柳胺在鄱陽湖流域使用，其降解完全依賴于自然環(huán)境，如擴(kuò)散遷移、水解、光解、生物降解等途徑。

沉積物/土壤對氯硝柳胺具有較強(qiáng)的吸附性能。土壤有機(jī)質(zhì)含量、粘土成分等對氯硝柳胺的吸附有較大的影響[1]，氯硝柳胺可通過水的淋溶在土壤中擴(kuò)散遷移[2]，湖灘草地土壤中的氯硝柳胺通過化學(xué)[3－4]、光解[5－7]等形式在環(huán)境中降解。生物降解是氯硝柳胺在土壤中自然降解的主要形式，好氧或厭氧馴化的微生物對氯硝柳胺具有良好的降解作用[8]。

湖灘草地植物根系不僅從環(huán)境中攝取養(yǎng)分和水分，同時(shí)也不斷地向生長介質(zhì)中分泌大量的低分子有機(jī)化合物（如糖類、有機(jī)酸、氨基酸、脂肪等），改變了根際土壤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，使根際微生物根際土壤的代謝活動比非根際微生物高。根際土對農(nóng)藥等污染物有加速降解作用[9－10]。

目前國內(nèi)對氯硝柳胺的研究主要為施藥后在土壤中的持效時(shí)間以及毒性分析，對氯硝柳胺在植物－土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化研究較少。本文以鄱陽湖流域連續(xù)使用20多年的氯硝柳胺滅螺劑為模擬污染物，以流域典型植物苔草、藜蒿所組成的植物－土壤環(huán)境系統(tǒng)為研究對象，研究氯硝柳胺在植物－土壤系統(tǒng)中植物根際土壤中的降解規(guī)律，及其在土壤－根部－莖部系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化特性，為血吸蟲防治區(qū)使用氯硝柳胺滅螺可能產(chǎn)生環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

實(shí)驗(yàn)用氯硝柳胺（成都格雷西亞化學(xué)技術(shù)有限公司），氯硝柳胺可濕性粉劑（安徽東盛制藥有限公司），2，5－二羥基苯甲酸（AR），2－氯－4－硝基苯胺（AR），2－氯－4－硝基苯酚（AR），5－氯水楊酸（AR，山東 Xiya reagent研究中心）。

1.2 實(shí)驗(yàn)土壤

土壤采于鄱陽湖流域的南昌市新建區(qū)南磯山鄉(xiāng)磯山草地下面3～10 cm處，理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)9.8 g·kg－1，陽離子交換量 16.58 cmol·kg－1，pH 6.88，速效 N、P、K 分別為 56、11、46 mg·kg－1，含水率 19.43%。土樣采集風(fēng)干后，過3 mm篩，噴射氯硝柳胺甲醇溶液，充分混合均勻，待甲醇揮發(fā)后，再次攪拌混勻，制備得到氯硝柳胺濃度為2.0 mg·kg－1的實(shí)驗(yàn)用土壤。

1.3 實(shí)驗(yàn)植物

實(shí)驗(yàn)植物為鄱陽湖流域的南昌市新建區(qū)南磯山典型植物藜蒿（Artemisia selengensis）和苔草（Carex）。

1.4 盆栽實(shí)驗(yàn)

將實(shí)驗(yàn)土壤分裝入24個(gè)直徑為15 cm，高度為20 cm 的塑料圓柱形裝置（底部帶小孔，0.4 kg·個(gè)－1）中；實(shí)驗(yàn)植物藜蒿和苔草各8組，根部泥土清洗后，分別栽入塑料裝置中，另外8個(gè)不種植植物用于空白對照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，通過稱重法，每日定時(shí)補(bǔ)水，使后續(xù)盆栽含水率保持與初始土壤一致。

1.5 土壤樣品處理

分別于種植后 1、2、3、6、10、16、25、43 d 對苔草、藜蒿盆栽進(jìn)行采樣，將整桶土倒出，取出植株，先輕輕抖動去掉松散附著在根系上的土壤作為非根際土壤，然后用力抖動收集緊密附著在根上的土壤（用小毛刷將不能抖落的粘附在根上的土輕輕刷下一并裝入土袋）作為根際土壤，同時(shí)在對照組取同深度（10 cm）土壤5 g。經(jīng)過3次“100 mL甲醇超聲萃取+高速離心分離”處理后的離心上清液，定量濾紙過濾后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)（60℃），濃縮至干，用 4 mL甲醇溶解，經(jīng) 0.45 μm微孔濾膜過濾后，用于氯硝柳胺殘留及降解中間產(chǎn)物的測定。

1.6 植物樣品處理

取種植1、6、10、16 d后盆栽中的苔草和藜蒿分別用自來水沖洗葉子及其根莖部至其表面無雜物，經(jīng)蒸餾水沖洗后，用干凈的牛皮紙包裹烘干（50℃）至恒重。將苔草、藜蒿地上和地下部分分別研磨至粉末狀，稱取5 g樣品，100 mL甲醇超聲萃取60 min，4000 r·min－1離心30 min，離心上清液用定量濾紙過濾，重復(fù)3次，濾液合并后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，濃縮至干，用4 mL甲醇溶解，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾后，用于氯硝柳胺殘留及降解中間產(chǎn)物的測定。

1.7 分析測試

1.7 .1氯硝柳胺殘留及降解產(chǎn)物分析

采用高效液相色譜法（HPLC）、高效液相/質(zhì)譜/質(zhì)譜法（LC/MS/MS）分析土壤和植物樣品中氯硝柳胺殘留量及降解中間產(chǎn)物。

高效液相色譜法：W2996/2695高效液相色譜儀（Waters公司）；色譜柱 C18，150×4.6/5 μm（Waters）；流動相為0.2%甲酸的甲醇溶液（A）和水（B）；梯度洗脫程序，0～4 min，A∶B=50∶50（體積比）；4～10 min，A∶B=60∶40；10～13 min，A∶B=100∶0；14～16 min，A∶B=50∶50；通道20.0 Minutes W2996 330.0 nm－1.2；流速 1 mL·min－1；進(jìn)樣量 10 μL；采用外標(biāo)法進(jìn)行氯硝柳胺殘留量及降解中間產(chǎn)物的定量分析。

高效液相/質(zhì)譜/質(zhì)譜法：Agilent 6538 Q－TOF 高效液相色譜/質(zhì)譜/質(zhì)譜儀（Agilent公司）。流動相為甲醇∶0.1%甲酸=70∶30（體積比）；流速 0.2 mL·min－1；進(jìn)樣量5 μL（無分流）；質(zhì)譜檢測采用電噴霧離子源（ESI），負(fù)離子模式/正離子模式下全掃描，質(zhì)荷比設(shè)置范圍50～500。干燥氣體為氮?dú)?，干燥氣體溫度350℃，干燥氣體流量：10 L·min－1；噴霧器 275.8 kPa；毛細(xì)管電壓 3500 V；Fragmentor 120 V；除油船65 V；碰撞氣體為高純氮?dú)狻?.7.2微生物測定

采用稀釋平板法測定根際土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物的量。細(xì)菌采用營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基，放線菌采用孟加拉紅培養(yǎng)基，真菌采用高氏Ⅰ號培養(yǎng)基。

菌數(shù)（CFU·g－1DW）=培養(yǎng)皿平均菌落數(shù)×稀釋倍數(shù)/土壤干質(zhì)量（g）

2 結(jié)果與分析

2.1 氯硝柳胺在不同植物根際土壤中降解

采用HPLC法分析了苔草、藜蒿盆栽培養(yǎng)1、2、3、6、10、16、25、43 d 后根際土壤和對照組土壤樣品氯硝柳胺殘留濃度。圖1是不同培養(yǎng)時(shí)間苔草、藜蒿根際土壤中及對照組的氯硝柳胺殘留量?？梢钥闯觯S著培養(yǎng)時(shí)間的延長，苔草、藜蒿根際土壤和對照組同深度土壤中氯硝柳胺的殘留量均有不同程度的降低。盆栽43 d時(shí)，氯硝柳胺在苔草、藜蒿根際土壤和對照組同深度土壤中降解率分別達(dá)到79.8%、73.6%、67.9%。

圖1 根際土壤中氯硝柳胺殘留濃度與培養(yǎng)時(shí)間的關(guān)系Figure 1 Relationship between niclosamide residual concentration and cultured time in rhizosphere soil

根據(jù)Hamaker[11]提出的農(nóng)藥等有機(jī)化合物降解動力模型，對苔草、藜蒿根際及空白對照土壤在不同盆栽時(shí)間的氯硝柳胺殘留量進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合處理，氯硝柳胺在苔草、藜蒿根際土壤中降解符合一級動力學(xué)特征，在根際土壤中的殘留量（Y）與降解時(shí)間（T）之間具有良好的線性關(guān)系。具體參數(shù)見表1。

表1 氯硝柳胺在不同土壤樣品中的降解動力學(xué)特征Table 1 Degradation kinetics features of niclosamide in different soil samples

2.2 氯硝柳胺在植物根際土壤中的降解中間產(chǎn)物分析

將配制的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在本實(shí)驗(yàn)確定的最佳色譜條件下用HPLC進(jìn)行分析測定，以峰面積y與對應(yīng)的濃度 x（mg·L－1）作標(biāo)準(zhǔn)曲線，按 S/N=3 計(jì)算檢出限（LOD），S/N=10計(jì)算定量限（LOQ）；線性回歸方程為 y=7194x+24 654，檢出限為 0.3 μg·kg－1，定量限為 0.9 μg·kg－1。研究表明氯硝柳胺在 0～10 mg·L－1范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系（r2=0.998 73）。

采用不含氯硝柳胺的空白土壤樣品按照方法1.5進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。土壤樣品分別設(shè)置三個(gè)加標(biāo)水平（0.2、1、5 mg·kg－1），每個(gè)濃度平行測定 4 份，計(jì)算方法回收率。土壤樣品3個(gè)加標(biāo)濃度水平下，回收率分別為 75.3%～82.1%、76.4%～92.8%、73.1%～76.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：8.74%、9.63%、5.27%。

根據(jù)氯硝柳胺自然降解可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物[1，4－8]，在相同的HPLC分析條件下，根據(jù)單一標(biāo)準(zhǔn)樣品、混合標(biāo)準(zhǔn)樣品的出峰保留時(shí)間，對盆栽樣品氯硝柳胺降解中間產(chǎn)物及其殘留進(jìn)行了定性分析。圖2是單一標(biāo)準(zhǔn)樣品、混合標(biāo)準(zhǔn)樣品HPLC譜圖，從圖2中可以看出，氯硝柳胺母體及自然降解可能的中間產(chǎn)物為2，5－二羥基苯甲酸、2－氯－4－硝基苯胺、2－氯－4－硝基苯酚、氨基氯硝柳胺、5－氯水楊酸等在所設(shè)定的儀器分析條件下，分離效果好，在330 nm時(shí)均有較好的響應(yīng)值。圖2結(jié)果表明，所選定的HPLC分析條件可以進(jìn)行氯硝柳胺降解中間產(chǎn)物及殘留的定性、定量分析。

圖2 氯硝柳胺及其可能中間產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)樣品的高效液相色譜圖Figure 2 HPLC spectrogram of niclosamide and possible intermediate standard samples

在盆栽過程中，植物根際土壤中，氯硝柳胺轉(zhuǎn)化產(chǎn)生許多中間產(chǎn)物。圖3、圖4分別為盆栽第6 d苔草根際土壤中氯硝柳胺降解中間產(chǎn)物L(fēng)C/MS/MS分析的總離子流圖（－ESI，TIC）和質(zhì)譜圖。從圖4中可以看出，m/z為152.894 2的物質(zhì)可能為2，5-二羥基苯甲酸（154）；m/z為 170.884 7的物質(zhì)可能為 2-氯-4-硝基苯胺（172.57）、2-氯-4-硝基苯酚（172.5）或 5-氯水楊酸（172.5）；m/z為297.152 3的物質(zhì)可能為氨基氯硝柳胺；m/z為325.183 0的物質(zhì)可能為氯硝柳胺。綜合HPLC和LC/MS/MS分析結(jié)果，氯硝柳胺降解過程中產(chǎn)生了多種中間產(chǎn)物，其中包括2，5-二羥基苯甲酸、2-氯-4-硝基苯胺、2-氯-4-硝基苯酚、氨基氯硝柳胺、5-氯水楊酸。

圖3 盆栽第6 d苔草根際土壤中氯硝柳胺降解中間產(chǎn)物總離子流色譜圖Figure 3 Total ion current of niclosamide degradated products in Carex rhizosphere soil after culture for sixth days

圖5盆栽第6 d苔草根際土壤中氯硝柳胺降解中間產(chǎn)物HPLC譜圖Figure 5 HPLC spectrogram of NCL degradated intermediate products in Carex rhizosphere soil after culture for sixth days

圖5 為盆栽第6 d苔草根際土壤中氯硝柳胺降解中間產(chǎn)物HPLC譜圖。與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的HPLC譜圖對比可以看出，盆栽第6 d有2，5-二羥基苯甲酸（3.541 min）、2-氯-4-硝基苯胺（6.743 min）、2-氯-4-硝基苯酚（7.832 min）、氨基氯硝柳胺（10.397 min），5-氯水楊酸（11.415 min）產(chǎn)生，及氯硝柳胺殘留（12.239 min）。因分析條件等原因，在保留時(shí)間為2.467、4.316、9.554、15.383、15.770 min等峰所對應(yīng)的物質(zhì)沒有定性。

2.3 盆栽過程中根際土壤中微生物變化特征

在植物-土壤系統(tǒng)中，土壤中的細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物及菌群數(shù)量對有機(jī)污染物的降解起重要作用[12-13]。在盆栽過程中，苔草、藜蒿根際土壤及對照組同深度土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量隨時(shí)間的不同而變化，不同土壤中微生物數(shù)量及其與對照組微生物數(shù)量的關(guān)系見表2。

圖4 盆栽第6 d苔草根際土壤中氯硝柳胺降解中間產(chǎn)物高效液相/質(zhì)譜圖Figure 4 LC/MS/MS spectrogram of niclosamide degradated intermediate products in Carex rhizosphere soil after culture for sixth days

表2的數(shù)據(jù)表明，苔草、藜蒿根際土壤和對照組同深度土壤中的細(xì)菌、真菌、放線菌含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在苔草根際土壤中，細(xì)菌、真菌、放線菌在培養(yǎng)第16 d數(shù)量達(dá)到最高，在藜蒿根際土壤中，細(xì)菌、真菌在培養(yǎng)第16 d數(shù)量達(dá)到了最高，放線菌數(shù)量第25 d達(dá)到最高。兩種植物根際土壤細(xì)菌、放線菌的數(shù)量均大于對照組，說明植物根際環(huán)境中，苔草、藜蒿根系分泌物對細(xì)菌、放線菌的生長和活性有促進(jìn)作用。

2.4 根際土壤中氯硝柳胺殘留量與微生物數(shù)量的相關(guān)性

選取苔草和藜蒿的植物根際土壤中氯硝柳胺的殘留量和所對應(yīng)的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量的自然對數(shù)為指標(biāo)，分析根際土壤中氯硝柳胺殘留量與微生物數(shù)量的關(guān)系，結(jié)果見圖6、圖7。由圖可知，苔草和藜蒿根際土壤中氯硝柳胺殘留量與三種微生物數(shù)量均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），考慮到對照組中微生物數(shù)量，結(jié)合在苔草、藜蒿以及對照組根際土壤中氯硝柳胺殘留量，可得出，在根際土壤中，微生物的數(shù)量越多，氯硝柳胺的殘留量就越少，說明微生物對氯硝柳胺在根際土壤中的降解有重要作用。

2.5 氯硝柳胺在不同植物中的遷移轉(zhuǎn)化

盆栽實(shí)驗(yàn)過程中，對氯硝柳胺在植物地上、地下部分的殘留及降解的中間產(chǎn)物進(jìn)行定性和定量分析，結(jié)果見圖8、表3。從圖8可以看出，沒有進(jìn)行盆栽的苔草，在樣品HPLC分析前的制樣過程中，會產(chǎn)生多種萃取產(chǎn)物；盆栽6 d苔草的地上部分產(chǎn)生2，5-二羥基苯甲酸（3.478 min），2-氯-4-硝基苯胺（6.788 min），2-氯-4-硝基苯酚（7.886 min）、5-氯水楊酸（11.425 min）及氯硝柳胺殘留（12.271 min）；因分析條件等原因，在保留時(shí)間為 3.177、4.328、7.516、8.791、13.431、14.727 min等峰所對應(yīng)的物質(zhì)沒有定性。圖8的結(jié)果表明，盆栽過程中氯硝柳胺可以在植物中降解，并產(chǎn)生多種降解產(chǎn)物。

表3分析結(jié)果表明，不同的時(shí)間，氯硝柳胺在不同的植物中殘留及中間產(chǎn)物濃度不同；在相同的時(shí)間，氯硝柳胺在同種植物地上與地下部分的殘留及中間產(chǎn)物濃度也不同；藜蒿和苔草的地上、地下部分對土壤中氯硝柳胺均有不同程度的吸收作用，而且，氯硝柳胺的殘留量及代謝的中間產(chǎn)物的濃度，隨著時(shí)間的延長，存在顯著差異。在盆栽的前6 d，兩種植物地上和地下部分氯硝柳胺的含量均有不同程度的增長；在盆栽6 d之后，苔草和藜蒿的地上部分均有不同程度的減少。黎蒿地上、地下部分的最大殘留濃度分別為2.47、0.99 mg·kg-1，均出現(xiàn)在盆栽的第 10 d；在苔草地上、地下的最大殘留濃度分別為1.7、1.0 mg·kg-1，均出現(xiàn)在盆栽的第6 d?？墒持参镛驾镌谂柙?6 d后，仍有氯硝柳胺及其降解的中間產(chǎn)物殘留。表3的結(jié)果表明，氯硝柳胺通過植物的根部，從土壤中逐步向莖部和葉部遷移。

表2 植物根際土壤和對照組土壤中微生物數(shù)量Table 2 Microorganism population in rhizosphere soil and blank soil

圖6 苔草根際土壤中氯硝柳胺殘留與微生物的關(guān)系Figure 6 Relationship between niclosamide residues and microbial populations in Carex rhizosphere soil

圖7 藜蒿根際土壤中氯硝柳胺殘留與微生物的關(guān)系Figure 7 Correlation between nidosamide residue and microbial populations in Artemisia selengensis rhizosphere soil

圖8 氯硝柳胺在苔草中的殘留及可能的中間產(chǎn)物HPLC譜圖Figure 8 HPLC spectrogram of niclosamide residue and possible intermediate in Carex

表3 不同時(shí)間氯硝柳胺在植物中殘留及降解的中間產(chǎn)物濃度（mg·kg-1）Table 3 Concentration of niclosamide and degraded intermediate in plants

2.6 植物體內(nèi)氯硝柳胺殘留風(fēng)險(xiǎn)分析

目前，中國、美國、歐盟以及聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）、世界衛(wèi)生組織（WHO）等均未制定氯硝柳胺在可食植物中的最高允許殘留量（MRL）。根據(jù)我國制定的氯硝柳胺在大米中的MRL值為3.00 mg·kg-1的標(biāo)準(zhǔn)[14]，本研究氯硝柳胺施藥期間可食植物藜蒿中的殘留量在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，但最大殘留量接近標(biāo)準(zhǔn)要求，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

氯硝柳胺降解過程中會產(chǎn)生許多中間產(chǎn)物，其中包括2-氯-4-硝基苯胺和2-氯-4-硝基苯酚等。2-氯-4-硝基苯胺，CAS號121-87-9，大鼠經(jīng)口LD50為6340 mg·kg-1，小鼠經(jīng)口 LD50為 1250 mg·kg-1；2-氯-4-硝基苯酚，CAS號619-08-9，毒性分級屬于高毒，大鼠經(jīng)口LD50為900 mg·kg-1。氯硝柳胺在施藥后的降解過程中，2-氯-4-硝基苯胺和2-氯-4-硝基苯酚在可食植物藜蒿中的殘留時(shí)間較長，所以具有一定的食用風(fēng)險(xiǎn)。

3 討論

3.1 盆栽時(shí)間對氯硝柳胺在不同植物根際土壤中降解的影響

從苔草、藜蒿根際土壤中不同盆栽培養(yǎng)時(shí)間及其對照組的氯硝柳胺殘留量分析結(jié)果（圖1）可以看出，在盆栽培養(yǎng)的前3 d，氯硝柳胺在三種土壤樣品中的降解速率最快，第3 d氯硝柳胺在苔草、藜蒿根際土壤和對照組同深度土壤中降解率就分別達(dá)到了27.7%、23.1%、18.9%。這段時(shí)間內(nèi)，氯硝柳胺在潮濕的土壤中主要發(fā)生水解反應(yīng)[8]；第3 d后，三種土壤中氯硝柳胺去除率的變化呈現(xiàn)“慢-逐漸加快-逐漸減慢”的非單調(diào)變化，符合微生物參與的降解有機(jī)物的特征[6]，這一時(shí)期內(nèi)，根際土壤中的微生物參與了氯硝柳胺的降解；盆栽43 d時(shí)，氯硝柳胺在苔草、藜蒿根際土壤和對照組同深度土壤中降解率分別達(dá)到79.8%、73.6%、67.9%。隨著盆栽時(shí)間的延長，氯硝柳胺在根際土壤中的濃度逐漸降低。

3.2 盆栽過程中土壤微生物變化規(guī)律及功能分析

在盆栽過程中，苔草、藜蒿根際土壤及對照組同深度土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，兩種植物根際土壤細(xì)菌、放線菌的數(shù)量均大于空白對照組；而兩者真菌的數(shù)量均小于對照組同深度土壤。土壤真菌的數(shù)量增多時(shí)，會導(dǎo)致土壤的理化性質(zhì)變差，說明苔草、藜蒿根系分泌物對土壤的理化性質(zhì)具有一定的調(diào)節(jié)作用。

從植物樣品微生物的數(shù)量與對照組微生物數(shù)量的比值可以看出，苔草根際細(xì)菌大于藜蒿根際，藜蒿根際放線菌的比值大于苔草根際，而對于真菌，兩種植物根際土壤中的數(shù)量均遠(yuǎn)小于對照組土壤。結(jié)合氯硝柳胺在苔草和藜蒿根際土壤中降解的速度大于對照組同深度土壤，這說明氯硝柳胺在植物根際土壤中降解的過程中，三大微生物中主要貢獻(xiàn)菌種為細(xì)菌和放線菌，即這兩種菌種數(shù)量越多，氯硝柳胺降解就越快。由于氯硝柳胺在苔草根際土壤中降解比在藜蒿根際土壤中快，說明在根系分泌物的作用下，苔草根際起主導(dǎo)作用的細(xì)菌，比在藜蒿根際起主導(dǎo)作用的放線菌對根際土壤中降解氯硝柳胺的貢獻(xiàn)大，說明植物根際土壤中對氯硝柳胺降解起主導(dǎo)作用的是細(xì)菌，其次是放線菌，最后是真菌。

3.3 氯硝柳胺在不同植物中遷移轉(zhuǎn)化特性分析

在盆栽的植物-土壤系統(tǒng)中，由于氯硝柳胺蒸氣壓極低（8×10-11Pa，20℃），土壤中氯硝柳胺主要是通過植物根部向莖部和葉部遷移。吸入植物體內(nèi)的有機(jī)污染物可以通過質(zhì)外體和共質(zhì)體途徑輸送到植物的其他組織中[15-16]。當(dāng)植物吸收的污染物不能被快速和完全降解時(shí)就會積累在植物體內(nèi)[17]。污染物進(jìn)入植物體后，在植物體內(nèi)酶的作用下發(fā)生水解、氧化、羥基化等反應(yīng)[16，18-19]。被黎蒿、苔草吸收的氯硝柳胺在植物體內(nèi)酶的作用下，發(fā)生水解反應(yīng)生成5-氯水楊酸和2-氯-4-硝基苯胺，再發(fā)生羥基化反應(yīng)生成2，5-二羥基苯甲酸和2-氯-4-硝基苯酚等，通過代謝或氧化作用，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。

3.4 氯硝柳胺在不同植物根際土壤中的降解動力學(xué)分析

表1中降解速率常數(shù)k值表明，氯硝柳胺在苔草根際土壤中的降解速率最大，藜蒿次之，對照組土壤最小；從相關(guān)系數(shù)R值可看出，植物根際土壤中的氯硝柳胺降解動態(tài)更符合一級動力學(xué)，并且苔草根際土壤較藜蒿更符合。

從表1可以看出，苔草根際土壤中氯硝柳胺的降解速率大于藜蒿根際土壤，而氯硝柳胺在植物根際土壤中降解速率又大于其在未種植物的對照組土壤，其半衰期分別為14.6、18.3、21.7 d。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，苔草和藜蒿兩種植物對氯硝柳胺的降解有促進(jìn)作用，而且苔草較藜蒿的促進(jìn)作用更為明顯。其原因可能是植物根際土壤環(huán)境中植物根系分泌物與微生物的相互作用以及植物本體對氯硝柳胺的吸收轉(zhuǎn)化。

4 結(jié)論

（1）氯硝柳胺在根際土壤中的降解符合一級動力學(xué)方程，苔草和藜蒿根際對氯硝柳胺遷移轉(zhuǎn)化具有促進(jìn)作用，且苔草的促進(jìn)作用高于藜蒿。

（2）在植物-土壤系統(tǒng)中，根際土壤中微生物的數(shù)量越多，氯硝柳胺的殘留量就越少，微生物對氯硝柳胺在根際土壤中的降解有重要貢獻(xiàn)。

（3）苔草根際土壤微生物以細(xì)菌為主，藜蒿根際土壤微生物則主要是放線菌，對照組以真菌居多。植物對土壤理化性質(zhì)具有一定的調(diào)節(jié)作用。氯硝柳胺在苔草根際土壤中降解半衰期比藜蒿根際土壤中短，細(xì)菌對氯硝柳胺的降解更加有利。

（4）氯硝柳胺在苔草中長期的殘留量主要存在于地下部分，而在藜蒿中地上部分與地下部分殘留量差別不大。

（5）氯硝柳胺及其降解的中間產(chǎn)物在植物中殘留時(shí)間較長，施藥期間食用可食植物會存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

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The migration and transformation characteristic of niclosamide in plant-soil system

LUO Cui1,HUANG Yi－yang2，HUANG Dong－gen1*,LIU Miao1,XIONG Wei1,GUO Qin1,YANG Tian－zi1
（1.School of Resources Environment and Chemical Engineering,Nanchang University,Nanchang 330031,China;2.College of Environmental Science and Engineering,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China）

Approximate 200 tons of niclosamide was directly added to Poyang Lake basin for snail control each year.Its degradation depends entirely on the natural environment,and it can influence the regional ecological environment.This study evaluated the migration and transformation properties of niclosamide in Poyang Lake plant－soil system by pot plant experiment.The results showed that the degradation of niclosamide in rhizosphere soil followed the first order kinetics equation,and the estimated half－lives were 14.6,18.3,21.7 d,respectively in Carex,Artemisia selengensis and blank soil.Plant roots could promote the degradation of niclosamide and niclosamide degraded to form a series of aromatic intermediates.The niclosamide residues in the rhizosphere soil had significant negative correlation（P＜0.05）with microbial population.Moreover,it was bacteria in Carex rhizosphere soil and actinomycetes in Artemisia selengensis rhizosphere soil lead the key role in process of niclosamide degradation.Niclosamide residues and intermediate concentration in Carex and Artemisia selengensis were various along with time.The largest residual concentration of niclosamide was 2.47 mg·kg－1in Artemisia selengensis aerial part after cultivating 10 d,and it was 0.99 mg·kg－1in Artemisia selengensis root part after cultivating 10 d.The largest residual concentrations of niclosamide in Carex aerial and root part were 1.7 and 1.0 mg·kg－1respectively,and both appeared after cultivating 6 d.Our research indicated that niclosamide and intermediate products remained long in plants,which had some risk for edible plants.

niclosamide;rhizosphere soil;plant－soil system；microorganism;migration;transformation

2017－05－10 錄用日期：2017－08－08

羅 萃（1992—），女，江西宜春人，碩士研究生，從事污染控制化學(xué)研究。E－mail：810115214@qq.com

*通信作者：黃冬根 E－mail：dghuang1017@163.com

國家自然科學(xué)基金（41363005）；江西省研究生創(chuàng)新專項(xiàng)資金項(xiàng)目

Project supported：The National Natural Science Foundation of China（41363005）；Graduate innovative special funds project of Jiangxi Province

X171.5

A

1672－2043（2017）12－2453－09

10.11654/jaes.2017－0683

羅 萃，黃懌揚(yáng)，黃冬根，等.植物－土壤系統(tǒng)中氯硝柳胺遷移轉(zhuǎn)化特征[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36（12）：2453－2461.

LUO Cui,HUANG Yi－yang，HUANG Dong－gen,et al.The migration and transformation characteristic of niclosamide in plant－soil system[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（12）:2453－2461.