养殖废水灌溉农田容易造成土壤重金属、抗生素复合污染,从而引发环境健康风险。对贵阳市乌当区长期污水灌溉蔬菜地土壤进行调查研究,探明在长期污灌条件下的土壤重金属、抗生素复合污染状况。通过田间试验研究芹菜与伴矿景天单作、间作模式下的植物修复效果及微生态环境变化。采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)(7500a)测定Cd、Zn、As、Cr、Pb,超声波提取,固相萃取-高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)(API 3200)分析法对抗生素进行测定。(1)与对照组相比,污灌土壤中Cd呈积累的趋势,Pb、As、Zn的含量降低,而Cr含量变化不大。Zn、Cd、Pb、As和Cr的污染指数分别为0.59、2.20、0.21、0.86、0.27,Cd达到中度污染水平。污灌土壤Pb、Cd以可还原态为主,As、Cr、Zn以残渣态为主,与对照组比较,污灌土壤中可还原态重金属含量普遍升高,如可还原态Cd从5.56%增加到57.2%,可还原态Pb从34.5%增加至52.3%。污灌土壤中四环素类(TCs)、磺胺类(SAs)和喹诺酮类(QNs)抗生素的含量明显增加,总量浓度范围分别为0.14~15.8、0.26~8.03、0.31~32.8μg·kg-1,未污灌对照土壤的四环素类、磺胺类未检测出,喹诺酮类的浓度范围为0.77~1.13μg·kg-1。重金属Zn和Pb与三类抗生素普遍呈正相关关系(P<0.05,P<0.01),存在着复合污染的现象,而As,Cr和Cd与抗生素之间没有明显的相关关系。(2)伴矿景天植物修复后,土壤中Zn、Cd、Pb、As浓度呈下降趋势。修复前后,重金属Zn、As、Cr在土壤中均以残渣态为主,Cd、Pb均以可还原态为主。与对照比较,有效态发生一定变化,Zn、Cd、Cr有效态占比上升,有效态Zn从7.00%增至11.30%,Cd从13.33%增至20.16%,Cr从1.00%增至2.06%;而Pb、As有效态占比下降,Pb从0.46%降至0.42%,As从3.66%降至2.13%。间作中伴矿景天地上部Zn、Cd、Pb、Cr吸收量显著高于单作(P<0.05),且芹菜间作地上部的As、Cr吸取量高于芹菜单作。修复效率最高的是伴矿景天单作,其对Zn、Cd的提取率分别为6.17%、11.26%。(3)伴矿景天植物修复后,土壤中抗生素普遍呈下降趋势。伴矿景天单作下,土壤中四环素类抗生素含量显著(P<0.05)降低。伴矿景天间作下,土壤中磺胺类和喹诺酮类抗生素含量显著(P<0.05)降低。(4)伴矿景天修复下土壤中的细菌数、真菌数、脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性较高,分别增加1.13、1.62、1.11、1.56、1.06倍。其中,S+C的酶活性最高,过氧化氢酶差异显著(P<0.05)。四环素、强力霉素、磺胺类、喹诺酮类与细菌、真菌、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶普遍呈负相关关系(P<0.05,P<0.01),说明在土壤微生态环境变化下,微生物数量增加和酶活性增强,有助于土壤中抗生素的生物分解。
