纳米银与银离子对土壤微生物及酶活性的影响

发布时间：2017-07-16 20:23

  本文关键词：纳米银与银离子对土壤微生物及酶活性的影响

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【摘要】：纳米银作为一种具有强烈杀菌能力的抗菌材料,被人们在生活中广泛应用。环境里的纳米银通过释放得到聚集,在排放过程中会随着土壤空气水体进行迁移和转化,最终会在土壤和水体中累积对生物体产生作用。从前人的研究来看,纳米金属材料对土壤微生物及酶活具有较强的毒性作用,但是纳米银对土壤微生物活性和土壤酶活的毒性影响研究相对较少,而且纳米银的毒性作用究竟是纳米银主导还是银离子主导尚存在争议。因此本文选取纳米银与醋酸银(银离子)为供试材料污染供试土壤进行暴露试验,比较纳米银与银离子对土壤基本性质pH、有机质、微生物量碳含量的影响以及对土壤微生物数量和土壤酶活性的毒性影响,同时通过测定细菌荧光强度和死亡细菌所占比例,研究纳米银与银离子对细菌毒性的影响。主要的研究内容和研究结果如下:1、研究不同浓度的纳米银与银离子对土壤基本性质的影响。结果表明,纳米银的施加浓度对土壤pH值及有机质含量的变化没有影响,但随着纳米银施加浓度的增大土壤微生物量碳含量显著降低;随着醋酸银施加浓度的增大,土壤pH值增加0.01-0.02,有机质含量有微弱的增加但不显著,土壤微生物量碳则呈现下降的趋势,但没有纳米银作用明显,可能是土壤中添加的醋酸银浓度较低,因此对土壤微生物量的抑制程度较低,而且醋酸银为含碳有机物,添加后也会增加土壤的含碳量。2、研究不同浓度的纳米银与银离子对土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量变化的影响。结果表明,纳米银对土壤微生物具有较强的毒性效应,随着纳米银施加浓度的增加,微生物数量显著减少;银离子对土壤微生物数量具有一定的抑制作用,随着银离子施加浓度的增大,抑制作用增大,土壤微生物数量不断减少,但是从数量变化来看,银离子对微生物活性的抑制作用远低于纳米银,可以初步说明纳米银对土壤微生物的毒性作用大于银离子。3、研究不同浓度的纳米银与银离子对土壤酶活性的影响。结果表明纳米银对两种类型土壤的脲酶、蔗糖酶、FDA酶、过氧化氢酶均有较强的毒性作用,且随着纳米银施加浓度的增大,毒性不断增强,纳米银对土壤酶活具有较强的抑制作用,且与施加浓度呈正相关;而试验设置的银离子浓度对于土壤酶活基本没有影响,试验中设置的银离子的浓度是根据纳米银溶出离子浓度(大约为纳米银浓度的1%到5%左右)设置,因此可以说明,纳米银对土壤酶活的抑制作用主要是纳米银本身造成的而与溶出的银离子无关。4、研究纳米银与银离子对细菌(大肠杆菌)的毒性影响。通过比较对照组、20μg/mL纳米银处理组及0.2μg/mL银离子处理组的大肠杆菌的荧光强度和死亡细菌所占比例大小,分析纳米银与银离子对细菌的毒性效应。结果表明对照组大肠杆菌的荧光强度(1945)及死细胞所占的比例(32.01%)远低于20μg/mL纳米银处理下的大肠杆菌的荧光强度(4095)与死细胞所占的比例(53.68%),而与0.2μg/mL银离子处理下的大肠杆菌的荧光强度(1953)和死细胞所占比例(33.15%)相比相差甚小,纳米银可能通过损伤细胞膜从而对大肠杆菌产生毒性作用,而纳米银溶出的银离子浓度对大肠杆菌的毒性作用基本可以忽略不计。
【关键词】：纳米银 银离子 土壤微生物 酶活性 细胞损伤
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X171.5;S154
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 文献综述9-17
• 1 引言17-19
• 2 材料与方法19-24
• 2.1 供试材料19-20
• 2.1.1 纳米银与银离子19
• 2.1.2 供试药品与试剂19
• 2.1.3 仪器及设备19-20
• 2.1.4 供试土壤20
• 2.2 纳米银与银离子对土壤基本性质影响试验20-21
• 2.2.1 纳米银与银离子对土壤pH的影响试验20-21
• 2.2.2 纳米银与银离子对土壤有机质的影响试验21
• 2.2.3 纳米银与银离子对土壤微生物量碳的影响试验21
• 2.3 纳米银与银离子对土壤中微生物数量影响试验21-22
• 2.3.1 纳米银对土壤中微生物数量影响试验21
• 2.3.2 银离子对土壤中微生物数量影响试验21-22
• 2.4 纳米银与银离子对土壤酶活性影响试验22
• 2.4.1 纳米银与银离子对脲酶活性影响试验22
• 2.4.2 纳米银与银离子对蔗糖酶活性影响试验22
• 2.4.3 纳米银与银离子对FDA酶活性影响试验22
• 2.4.4 纳米银与银离子对过氧化氢酶活性影响试验22
• 2.5 纳米银与银离子对细菌的毒性试验22-23
• 2.5.1 纳米银对细菌的毒性试验22
• 2.5.2 银离子对细菌的毒性试验22-23
• 2.6 样品分析与数据处理23-24
• 2.6.1 样品分析23
• 2.6.2 数据处理23-24
• 3 结果与分析24-44
• 3.1 纳米银和银离子对土壤基本性质的影响24-27
• 3.1.1 纳米银和银离子对土壤pH的的影响24
• 3.1.2 纳米银和银离子对土壤有机质的的影响24-25
• 3.1.3 纳米银和银离子对土壤微生物量碳的的影响25-27
• 3.2 纳米银与银离子对土壤中微生物数量的影响27-29
• 3.2.1 纳米银对土壤微生物数量的影响27-28
• 3.2.2 银离子对土壤微生物数量的影响28-29
• 3.3 纳米银与银离子对土壤中酶活性的影响29-40
• 3.3.1 纳米银与银离子对脲酶活性的影响29-32
• 3.3.2 纳米银与银离子对蔗糖酶活性的影响32-35
• 3.3.3 纳米银与银离子对FDA酶活性的影响35-38
• 3.3.4 纳米银与银离子对过氧化氢酶活性的影响38-40
• 3.4 纳米银与银离子对细菌毒性的影响40-44
• 3.4.1 纳米银对细菌毒性的影响40-42
• 3.4.2 银离子对细菌毒性的影响42-44
• 4 讨论44-46
• 5 结论46-47
• 参考文献47-55
• 致谢55-56
• 个人简介56

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本文编号：550432