微塑料对稻田土壤中硝酸根还原过程的影响文献综述

1、研究目的及意义

（1）目的:本课题以稻田土壤为研究对象，利用膜进样质谱法（MIMS）结合示踪手段，拟系统研究施用聚氯乙烯对反硝化、anammox和DNRA速率的影响及其微生物机理。

（2）意义：微塑料是近年来在环境科学研究领域十分热门的污染物，土壤中由于地膜的使用和潜在的废水灌溉，很可能是这类污染物的一个汇。稻田硝酸根还原过程是稻田土壤氮素转化的核心过程之一，主要包括反硝化、厌氧氨氧化（Anammox）和硝酸根异化还原成铵（DNRA）三个途径，过去由于方法的限制，对这些过程造成的氮损失和盈余还无法准确定量和评估。但是，微塑料施加能否影响稻田硝酸根还原过程以及是否会对稻田氮肥的去向产生实质性影响也还不清楚。因此本研究将为全面评价微塑料在稻田土壤环境的生态风险提供科学借鉴。

2、MIMS测定步骤

测样之前，先用标准水样进行测试1个小时左右，刚开始理想的信号状态是N2信号曲线逐渐平滑下降，如果出现不稳定的波动，说明仪器没有达到稳定。一般1个小时之后，信号逐渐达到稳定状态。一旦达到稳定状态，我们就通过关闭/打开蠕动泵来记录一系列的标准水样数据以评估重复性和漂移程度。首先记录一个数据，然后关闭-打开蠕动泵，待其稳定后记录第二个数据，然后再关闭-打开蠕动泵，待其稳定后记录第3个数据，用N2:Ar的3次结果的变异系数小于0.03%即可测定样品。标样校正满意后，开始测定样品。首先把出水管拿出，然后关闭蠕动泵，将进水管快速放入取样管底部（上部容易被空气污染），打开蠕动泵，待其测完后，打开下一个样品的盖子，关闭蠕动泵，将进样管从上一个管中取出，快速放入下一个样品中，待其测定下一个样品时，将前一个样品的数据考入Excel中。进样的同时要看看样品是否有沉积物颗粒，有的话不要让进样管和沉积物接触。气体比率达到稳定状态即可，不用等待所有的信号达到稳定。然后即可测定下一个样品。样品测定过程中要定期用标准水样进行校正，刚开始15分钟校正一次，过一段时间后1小时较正一次。

测定过程中要注意：

1）测定完标准样品后的第一个样品通常不稳定，这有可能是因为待测样品和标样的气体浓度差异大的原因，这种情况下要多测几次，不好的数据要去掉，待测样品要多取几次重复。

2)如果测定标样时发现每种气体的信号同时出现峰，说明进样系统有气泡存在，这可能是进样系统有污染物或者水体超饱和的原因，首先要检查一下标准水样中的转子是否转的太快导致了气泡的产生，有的话降低转速，如果还是不行，说明进样管有污染物质存在，需要清洗进样管。 待测水样中N2浓度值的测定和计算步骤如下：将标准水样的温度，盐度值带入Weiss方程（Weiss,1970），即可得到实验操作条件下标准水样的N2:Ar、O2:Ar、N2、Ar浓度的理论值。当标准水样达到稳定状态后，记录三次数据，把三次N2:Ar的平均值计算出来，正因子乘以待测水样N2:Ar测定值，即得待测水样在实验条件下的N2:Ar理论值。然后将待测水样的N2:Ar理论值乘以Ar浓度的理论值即得待测水样在实验条件下N2的浓度值（单位为umolL-1）。然后把不同培养时间的氮气浓度和培养时间作图，得回归线形方程：y=mx b，其斜率m即是反硝化（umolN2L-1h-1）（如图2-7所示），然后将反硝化速率乘以上覆水的体积（L），再除以柱子的内径表面积（m2），即得反硝化速率（umolN2m-2h-1），乘以2 就是umolN2-Nm-2h-1。N2:Ar法实际上测定的是待测水样净N2产生速率，并没有区分反硝化速率和氮固定速率。因此本研究中把用MIMS和N2:Ar法的测定值称为净N2通量，正值表示净脱氮速率，负值表示的净固氮速率（FulweilerandNixon,2012;Heissetal.,2012）。

3、国内外同类研究概况