【摘 要】
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微塑料（MPs/NPs）和纳米银（Ag NPs）作为典型的新型污染物,其在环境中的释放与积累及其对生态环境的影响,受到国内外学者的普遍关注。在土壤生态系统中,MPs/NPs容易与其他污染物共存导致土壤的复合污染。目前,MPs/NPs与纳米污染物复合污染对土壤氮转化等生物地球化学循环以及土壤微生物的影响尚不清楚,通过人为添加试验,对氮转化关键过程及其土壤微生物群落变化开展研究,不仅可为新型污染物毒性
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微塑料（MPs/NPs）和纳米银（Ag NPs）作为典型的新型污染物,其在环境中的释放与积累及其对生态环境的影响,受到国内外学者的普遍关注。在土壤生态系统中,MPs/NPs容易与其他污染物共存导致土壤的复合污染。目前,MPs/NPs与纳米污染物复合污染对土壤氮转化等生物地球化学循环以及土壤微生物的影响尚不清楚,通过人为添加试验,对氮转化关键过程及其土壤微生物群落变化开展研究,不仅可为新型污染物毒性评价提供基础数据,也可为新型污染物管理提供指导。本文通过为期45天的土壤培养实验,选取微、纳米级别（100μm,500 nm）聚苯乙烯（PS）塑料颗粒（PS MPs/NPs）和两种浓度(10 mg·kg–1,100 mg·kg–1)的Ag NPs为添加污染物,开展其单一与复合污染对土壤理化特征、土壤酶、功能微生物和微生物群落多样性影响的研究。主要结果与结论如下:1、不同粒径的PS MPs/NPs单一处理对土壤氮转化产生了不同的影响。第45天,MP和NP处理增加了NO3–-N含量,上调了硝化基因amo A丰度,促进了硝化作用。第1,30,45天,PS MPs/NPs对反硝化酶NAR活性存在一定的刺激作用,且PS MPs/NPs单一处理的厌氧氨氧化功能基因AMX丰度高于对照,塑料颗粒刺激了反硝化、厌氧氨氧化作用,尤其是小粒径塑料颗粒PS NPs的刺激效果更加明显,表明可通过反硝化作用导致土壤氮流失。2、Ag NPs单一、复合塑料颗粒处理组中,NH4+-N和NO3–-N含量升高,并伴随着硝化基因amo A,nxr A丰度的增长,Ag NPs处理促进了硝化作用;相反地,NO2–-N含量降低,反硝化酶、反硝化功能基因nir S、nir K以及厌氧氨氧化基因AMX下调,Ag NPs对反硝化和厌氧氨氧化过程具有明显的抑制作用。3、Ag NPs、PS MPs/NPs与Ag NPs复合污染对土壤氮组分和土壤微生物的联合效应主要取决于Ag NPs的出现,且PS MPs/NPs的存在将影响Ag NPs的生态效应。PS NPs的通过增加AMX丰度,提高NAR酶活性,缓解了Ag NPs对厌氧氨氧化、硝化过程的抑制,这不仅促进土壤中的氮以N2形式,也会增加NO3–积累的毒性。4、PS MPs/NPs并没有显著地影响微生物群落阿尔法多样性。高浓度Ag NPs(100 mg·kg–1)显著降低了Shannon、Simpson多样性指数。与高浓度纳米银单一处理相比,PS MPs与Ag NPs复合处理对细菌多样性制作用更强。与单一处理相比,PS MPs/NPs与高浓度Ag NPs复合处理增加了反硝化细菌Hyphomicrobium和Stenotrophomonas的相对丰度,减少了固氮菌Sphingomonas和Microvirga的相对丰度,说明复合处理通过改变氮转化功能微生物的丰度来影响土壤反硝化、固氮过程。与Ag NPs单一处理相比,氮代谢通路预测发现PS MPs/NPs与高浓度Ag NPs复合处理下固氮基因K02586、K02588和K02591显著下调,说明PS MPs/NPs与高浓度(100 mg·kg–1)Ag NPs复合处理会影响固氮过程。
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