池塘沉积物中重金属镉影响下孔雀石绿的降解规律

采集养殖池塘底泥作为环境载体,进行不同浓度孔雀石绿(MG)的单一污染和MG与重金属镉的复合污染,对培养过程中MG及其代谢产物LMG的含量进行测定以考察重金属镉的环境行为对孔雀石绿降解的影响。结果显示,同MG浓度下的单独污染和复合污染中MG的降解趋势几乎一致,MG的降解动力学方程也相似,在含0.0mg/kg 、0.5mg/kg 、5.0mg/kg Cd的复合污染下高浓度(2.5mg/kg )MG的半衰期分别为3.432±0.059、3.362±0.041、3.456±0.088d,低浓度(0.25mg/kg )MG的半衰期分别为4.140±0.042、4.318±0.167、4.271±0.045d。表明在养殖池塘等水体底泥环境中,重金属Cd对MG降解产生的影响很小,不会因Cd的存在而使MG的降解复杂化。实验组LMG的检测结果减去对照组的检测结果,得出LMG的存在量。结果表明,重金属Cd对LMG的存在量存在一定影响。在高浓度MG组中,LMG的存在量在整个实验周期中都体现为C0.5mg/kg Cd(LMG)>C5.0mg/kg Cd(LMG)>C0.0mg/kg Cd(LMG),结合前面Cd对MG的降解影响很小的结果,分析Cd对LMG存在量产生影响的原因可能在于Cd对LMG的进一步降解产生了影响。一定浓度的Cd能够抑制LMG的生物降解,但较高浓度的Cd又能够对LMG的非生物降解形成更大的的促进作用。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 实验饲料 2
1.2 实验方法 3
1.2. 1 溶液配制 3
1.2. 2 加样 3
1.2. 3 培养及取样 4
1.3 样品前处理方法 4
1.4 样品检测方法 4
1.5 数据处理方法 4
2 结果分析 4
2.1 孔雀石绿和隐性孔雀石绿标样检测结果 4
2.2 重金属镉含量的检测结果 .5
2.3 MG的降解过程 5
2.4 LMG的存在量 5
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3 讨论 5
4 结论 6
致谢 7
参考文献 7
池塘沉积物中重金属镉影响下孔雀石绿的降解规律
引言
目前,国内国外严重的环境污染态势不仅表现在污染物的种类及含量的多量化上,还表现在污染载体受多重物质复合污染的复杂化上。工农业污染物的排放和转移很大程度上是以水为载体的,而在水体环境中,难降解的污染物则会向固相化转移,水体沉积物则成为了这类物质的主要归趋。重金属和难分解的有机物是目前各类环境的主要污染物来源之一,而这两类物质的化学形态都比较稳定,自然它们则易于共同沉降和吸附于底泥而形成复合污染[1,2]。据报道,美国近40%的污染为重金属与有机物复合型污染[3],我国的这类复合污染状况也十分突出。在重金属和有机物的这类复合污染中,多数重金属的半衰长,很长时间内都难以消失。而许多重金属具有一定的生物毒性以及金属离子化学特性,其会通过化学络合作用以及改变微生物属性等的方式对有机物的降解产生或抑制或促进的影响,这就使得复合型污染比非复合污染的环境行更为复杂化[4]。
孔雀石绿(MG)在工业上广泛用作化工染料,也曾是一类杀菌作用效果很好的渔用药物。但MG及其代谢产物无色孔雀石绿(LMG)在生物体中具有高毒、高残留和“三致”(致畸、致癌、致突变)的危害[6]。 MG对环境的污染主要来自于工业残留排放。另外,在池塘养殖中由于MG的抗菌效果好、价格便宜且在水霉病防治方面尚无很好的替代品,同时对MG又缺乏有效的监督管理,目前仍有不少单位和养殖户在违规使用,这成为了池塘等小水体MG污染的另一重要来源。目前,国内外有关水体、土壤等环境及生物载体中MG的研究主要集中在MG的毒性机理、检测手段及降解方法上。而有关MG在水体及底泥中的具体降解过程及降解过程与环境因子的关系方面的报道则很少见,研究环境中MG在各类环境条件下的降解机制、MG在与重金属等复合污染后的降解效果等内容,对解决环境中长期存在的MG残留及突发的孔雀石绿污染问题很有帮助。
工业化的快速发展引起了不同程度镉污染的普遍存在。在汞、镉、铅、铬、砷等生物毒性显著元素的重金属污染物中,镉以移动性大、毒性高、污染面积最大被称为“ 五毒之首”而成为最为关注的元素。在水体中,悬浮物和沉积物对镉有很好的吸附能力,使得悬浮物和沉积物中镉的含量可以达到水体总镉量的90%以上[5]。底泥载体对MG吸附性强,而MG、LMG在底泥环境中的降解相比水体更慢[7],因此在水体沉积物中,重金属Cd和MG形成的复合污染会在一定程度上发生。本实验采集水产养殖池塘底泥作为环境载体,对其进行重金属Cd和MG的复合污染,测定和分析底泥培养过程中MG及LMG的含量变化,以期为了解和把握池塘等水体底泥中重金属对孔雀石绿降解过程产生的影响和作用机制提供资料。
1 材料和方法
1.1 实验材料
隐色孔雀石绿标准品(Dr .Ehrenstorfer ,纯度 98.5%);孔雀石绿标准品(Dr .Ehrenstorfer ,纯度 95.0%);乙腈、二氯甲烷(CNW,HPLC级);乙酸铵(CNW,纯度98.0%)。氯化镉(上海金山亭新化工试剂厂,分析纯)。无机盐培养基(配方见表1)[8]。
表1 无机培养基配方
Table 1 The inorganic medium formula
无机盐
(NH4)2SO4
Na2HPO4
KH2PO4
MgSO4
7H2O
Ca(NO3)24H2O
FeCl3
3H2O
Trace elements
(NH4)6
Mo7O24
4H2O
MnCl2
CuSO4
CoCl2
浓度(
mg/L)
1000
800
200
200
50
5
1
0.2
0.02
0.02
MG、LMG以Agilent 1100 series高效液相色谱仪(美国安捷伦公司)检测;Cd以WFX210原子吸收分光光度计(北京北分瑞利公司)检测。
底泥样品于2014年5月20日采自中国水产科学研究院淡水渔业研究中心南泉养殖基地罗非鱼亲本繁育池塘(表层010cm,无菌袋装好,–20℃冷冻保存)。采样池塘的主要水质指标值及底泥理化指标百分含量分别见表2、表3。

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