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四川农业大学兰婷与高雪松等:微塑料和镉的共存通过影响酶活性和氨氧化剂丰度来改变土壤氮的转化

论论资讯 | 2023-12-07 2热度

Environmental Pollution

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Coexistence of microplastics and Cd alters soil N transformation by affecting enzyme activity and ammonia oxidizer abundance

Lan Ting; Dong Xiaoman; Liu Shuang; Zhou Minghua; Li Yang; Gao Xuesong

Published:2023-12-04
DOI:10.1016/j.envpol.2023.123073

研究背景

随着人类活动的不断增加,环境污染已成为一个严重的问题。其中,微塑料和重金属的污染对生态系统和人类健康构成了严重威胁。然而,这两种污染物共存时对土壤氮转化过程的影响尚不清楚,这是当前研究领域存在的问题。

研究内容

在本研究中,通过进行14天的有氧 <sup>15</sup>N 微观培养实验,研究了Cd胁迫和不同剂量聚乙烯(PE)微塑料对土壤微生物氮转化动态的影响。研究发现,PE微塑料(>1% [w/w])显著增加了总氮固定速率,而Cd胁迫单独导致了短期矿化-固定转化的快速变化。然而,当Cd与PE微塑料共存时,这种影响被抵消了。这可能是因为Cd被PE微塑料直接吸附,或者微塑料在Cd胁迫下满足了微生物对碳的需求。此外,PE微塑料(1%和2% [w/w])直接影响了酶活性(β-葡萄糖苷酶、N-乙酰葡萄糖苷酶和亮氨酸氨肽酶)和氨氧化菌的数量和群落组成,从而降低了总硝化速率(n<sub>_gross</sub>)。此外,PE微塑料还通过降低硝化底物浓度间接影响了总硝化速率。

研究意义

本研究的创新点在于,揭示了微塑料和Cd共存时对土壤氮转化过程的影响,这将改变土壤中氮素的生物有效性,并改变氮循环对生态环境的影响。这些发现对于保护生态系统和人类健康具有重要意义。

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