三氯生和三氯卡班对水稻土好氧氮转化及N2O排放的影响

第56卷第4期2019年7月土壤学报ACTAPEDOLOGICASINICAVol.56,No.4July,2019DOI：10.11766/trxb201810110437三氯生和三氯卡班对水稻土好氧氮转化及N2O排放的影响陈顺涛「2朱同彬'陈建秋廿单军叶颜晓元2(1中国药科大学工学院，南京210009)(2中国科学院南京土壤研究所，南京210008)(3中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室，广西桂林541004)摘要三氯生(Triclosan,TCS)和三氯卡班(Triclocarban,TCC)是典型的药品与个人护理用品，在土壤生态系统中被广泛检出，且存在增加土壤微生物抗药性及抑制土壤呼吸的潜在风险，但目前有关TCS和TCC对土壤氮转化过程及氧化亚氮(N2O)排放的影响尚不清楚。基于此，采用室内培养实验和N稀释-富集法，结合氮转化数值模型，研究了不同浓度梯度下TCS(2和5mgkg-')和TCC(1和2mgkg'1)的单独及联合存在对水稻土氮初级转化速率以及N2O排放的影响。结果表明，1mgkg'1TCC及5mgkg1TCS+2mg，kgTCC处理对水稻土氮素的矿化-同化无显著影响，其余TCS和TCC处理均显著促进了氮的矿化-同化循环。此外，TCS和TCC处理显著降低了自养硝化速率、硝态氮的微生物固定速率以及硝酸盐异化还原成鞍(Dissimilatorynitratereductiontoammonium,DNRA)速率(2mgkg-1TCS处理及5mgkg-1TCS+2mg・kgTCC对DNRA速率无显著影响)。值得关注的是，TCS和TCC单一和联合处理均显著增加了20的累积排放量，其累积排放量为对照的1.13倍~1.44倍。本研究表明，TCS和TCC改变了水稻土好氧氮转化过程，可能对稻田生态系统氮循环产生不利影响；TCC和TCS对水稻土N?。排放的促进作用也增加了稻田生态系统对温室效应和臭氧层破坏的潜在贡献，因此，未来评价TCS和TCC土壤生态风险时，应考虑其对氮转化过程和N2O排放的潜在影响。关键词三氯生；三氯卡班；N示踪；数值模型；硝化；叫0中图分类号S19文献标识码A药品与个人护理用品(Pharmaceuticalandpersonalcareproducts,PPCPs)是一类新型的环境有机污染物，而三氯生(Troclosan,TCS)和三氯卡班(Triclocarban,TCC)是其中的典型代表。TCS和TCC作为两种广谱的抗菌剂，已被广泛添加于日化用品如香皂、洗发膏、牙膏、洗手液以及化妆品等“)。由于TCS和TCC广泛、大量的使用以及污水处理厂对此类物质去除效率的限制⑵，使得其在环境中被频繁地检出，特别是在活性污泥中，TCS的平均浓度为34.9mgkg-1,而TCC的浓度可达到10.2mg-kg-1[3-4]o近年来，由于水资源的短缺，处理污水的农田灌溉以及活性污泥的农田*中国科学院南京土壤研究所“一三五”计划和领域前沿项目(ISSASIP1653)和国家自然科学基金项目(41571289,21876207)共同资助Supportedbythe135”PlanandFrontierProjectoftheInstituteofSoilScience,ChineseAcademyofSciences(No.ISSASIP1653)andtheNationalNaturalScienceFoundationofChina(Nos.41571289and21876207)t通讯作者Co-correspondingauthors,E-mail：cjqer@163.com;shanjun@issas.ac.cn作者简介：陈顺涛(1994—),男，陕西安康人，硕士研究生，主要从事药物对农田关键氮素转化过程的影响研究。E-mail:CPUchenst@163.com收稿日期：2018-10-11;收到修改稿日期：2018-12-04；优先数字出版日期(www.cnki.net):2018-12-29http：//pedologica.issas.ac.cn874土壤学报56卷利用已经成为美国等发达国家重要的农业实践，但TCS和TCC会随着污水及污泥进入土壤生态系统，具有很大的潜在环境风险，因此受到了持续的关注。TCS和TCC具有一定的生态毒性。研究表明，mgL浓度水平的TCS和TCC即可对食细菌秀丽隐杆线虫产生显著的生理和生殖毒性”],此外，研究也显示，TCC、TCS以及甲基三氯生（Me-TCS）能在蜗牛和藻类体内生物蓄积，并产生生物放大效应*7】。重金属和TCS复合污染效应的研究表明，铜、锌与TCS的复合污染均显著减少了土壤微生物生物量，并增加了土壤微生物的代谢活性王凤花等⑼发现，TCS