張金蓮，丁疆峰，林浩忠，黨志，3，易筱筠，3，盧桂寧，3*

（1.華南理工大學環(huán)境與能源學院，廣州 510006；2.廣西大學環(huán)境學院，南寧 530004；3.工業(yè)聚集區(qū)污染控制與生態(tài)修復教育部重點實驗室，廣州 510006）

電子垃圾不當處置的重金屬和多氯聯(lián)苯污染及其生態(tài)毒理效應

張金蓮1，丁疆峰2，林浩忠1，黨志1，3，易筱筠1，3，盧桂寧1，3*

（1.華南理工大學環(huán)境與能源學院，廣州 510006；2.廣西大學環(huán)境學院，南寧 530004；3.工業(yè)聚集區(qū)污染控制與生態(tài)修復教育部重點實驗室，廣州 510006）

在廣東清遠市龍?zhí)伶?zhèn)和石角鎮(zhèn)焚燒跡地、拆解作坊附近和周邊農(nóng)田采集土壤樣品，分析土樣中重金屬和多氯聯(lián)苯濃度水平的同時，測定土壤酶活性，并采用聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳技術（PCR-DGGE）解析土壤微生物群落結構。結果表明不同種類土壤酶對重金屬和多氯聯(lián)苯污染的響應存在較大差異，其中酸性磷酸酶活性與Pb、Cu和Zn含量在P＜0.01水平上顯著負相關，與Cd和多氯聯(lián)苯含量在P＜0.05水平上顯著負相關，說明酸性磷酸酶對重金屬和多氯聯(lián)苯污染的響應最為敏感；酸性磷酸酶活性與土壤pH值在P＜0.01水平上顯著負相關，過氧化氫酶活性與土壤pH值和全磷含量均在P＜0.01水平上顯著正相關，說明土壤酶活性不僅受重金屬和多氯聯(lián)苯等污染物的影響，還與pH值、土壤養(yǎng)分等因素密切相關。焚燒跡地、拆解作坊附近及周邊農(nóng)田土樣微生物多樣性指數(shù)低于離拆解中心區(qū)域較遠土壤樣品微生物多樣性指數(shù)，一定程度上反映了不當電子垃圾拆解污染對當?shù)赝寥牢⑸锏膿p傷；變形菌門（Proteobaeteria）是拆解區(qū)土壤中優(yōu)勢微生物類群，占克隆總數(shù)的60%；部分克隆序列在GenBank中最相似序列與多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等有機物降解和重金屬抗性微生物有關。

電子垃圾；土壤酶；微生物多樣性；聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳

電子垃圾，也稱電子電器廢棄物，具有資源再生性和潛在環(huán)境污染性雙重特點。一方面，電子垃圾中含有大量的銅、鋁、鉛、鋅等有色金屬和金、銀等貴金屬，回收利用可以帶來巨大的經(jīng)濟效益；另一方面，如果回收利用處置不當或者隨意丟棄，將成為重要的環(huán)境污染源并對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康產(chǎn)生嚴重威脅[1-6]。作為華南地區(qū)典型電子垃圾處理集散地，廣東清遠市龍?zhí)伶?zhèn)和石角鎮(zhèn)的一些大型露天焚燒場和拆解作坊已在環(huán)保部門的監(jiān)督下關閉，但過去數(shù)十年不當處置帶來的歷史污染以及現(xiàn)在仍然存在的零散家庭作坊式拆解給當?shù)卦斐闪吮容^突出的環(huán)境問題。

重金屬和多氯聯(lián)苯（Polychlorinated biphenyls，PCBs）是電子垃圾拆解場地及周邊土壤檢出率較高的污染物[7-11]，有關不當電子垃圾處置的重金屬和PCBs污染及其對土壤微生物生態(tài)毒理效應方面的研究較少，而微生物活性與群落結構多樣性一直是微生物生態(tài)學和環(huán)境學科研究的重點[12-13]。因此，本實驗在開展自然環(huán)境條件下電子垃圾拆解地重金屬和PCBs對土壤酶活性影響研究的同時，采用現(xiàn)代分子生物學技術聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳（Polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis，PCR-DGGE）對拆解區(qū)微生物群落結構進行解析，以期為土壤污染的早期預警、政府部門監(jiān)管政策的制定以及土壤功能的恢復提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2014年3月，在清遠市龍?zhí)伶?zhèn)和石角鎮(zhèn)電子垃圾拆解作坊附近及周邊農(nóng)田分別采集4個和19個表層0～20 cm土壤樣品，同時在位于龍?zhí)伶?zhèn)的一處焚燒跡地采集3個0～20 cm樣品（計算時取三個樣品平均值作為焚燒跡地測定值），使用手持GPS（Garmin e-Trex 30）進行采樣點定位，采樣點的分布情況如圖1所示。所有樣品置于移動冰箱中保存，返回實驗室后，新鮮土樣揀去植物殘體雜物，分成兩部分，一部分直接過20目篩，保存于4℃冰箱，用于微生物指標測定；另一部分室內(nèi)避光風干以供土壤理化性質(zhì)、重金屬和PCBs分析使用。

1.2 分析方法

1.2.1 土壤理化性質(zhì)測定

采用土壤農(nóng)化常規(guī)分析方法[14]測定土樣pH值，燒失量法（Losson Ignition，LOI）[15]測定有機質(zhì)含量，半微量凱氏定氮法[16]和磷鉬藍比色法[16]分別測定全氮和全磷含量。

1.2.2 土壤重金屬和PCBs含量測定

土壤樣品經(jīng)氫氟酸-硝酸-高氯酸微波消解（Milestone ETHOS1型微波消解儀）后采用Hitachi Z-2300型原子吸收光譜儀分別測定土樣中Pb、Cu、Cd、Zn、Cr和Ni這6種重金屬元素含量[17]。測定重金屬含量時，每批樣品（19個）中做1個方法空白，并用參比物質(zhì)污染土壤（GBW 07430）進行土壤重金屬含量分析的流程、方法以及儀器控制。

采用超聲提取法提取土樣中PCBs，柱層析法進行凈化后，使用DSQⅡ型單四極桿氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析土樣中PCBs含量[18]。PCBs測定質(zhì)量控制為每10個樣品添加一個空白樣，同時用清潔土壤配制Aroclor1254濃度為12mg·kg-1的質(zhì)控土壤，土壤老化3個月后按上述方法測定回收率為85%～91%。

1.2.3 土壤酶活性測定

采用苯酚-次氯酸鈉比色法[19]測定脲酶活性，3，5-二硝基水楊酸比色法[19]測定蔗糖酶活性，紫外分光光度法[20]測定土壤過氧化氫酶活性，磷酸苯二鈉比色法[21]測定磷酸酶活性。脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性分別以24 h內(nèi)每克土壤產(chǎn)生的氨態(tài)氮、葡萄糖和酚的量來表示，過氧化氫酶活性則用20min內(nèi)每克土壤分解的過氧化氫毫克數(shù)表示。

圖1 電子垃圾拆解區(qū)土壤采樣示意圖Figure 1 Distribution outline ofsampling sites in the e-waste dismantlingarea

1.2.4 土壤微生物群落結構分析

采用土壤基因組快速抽提試劑盒（生工SK8233）提取樣品DNA，分裝后于-20℃存放。

采用V3高變區(qū)通用引物357F和518R進行目的片段擴增[22]。正向引物為357F：5′-CCTACGGGAGGCAGCAG-3′，反向引物為518R：5′-ATTACCGCGGCTGCTGG-3′，40個GC夾（CGCCCGCCGCGCCCCGCGCCCGGCCCGCCGCCCCCGCCC-C）加到F357前，以保證DGGE實驗的穩(wěn)定和片斷的分離。

反應體系為50μL總體積，其中滅菌超純水41.25μL，10×Buffer（含2.0 mmol·L-1MgCl2）5μL，dNTP（10mmol·L-1）1μL，357F-GC（10μmol·L-1）1 μL，518R（10μmol·L-1）1μL，Taq酶（5U/μL）0.25μL，模板DNA 0.5μL。

反應程序：94℃預變性4min；94℃變性0.5min，56℃退火1min，72℃延伸0.5min，30個循環(huán)；72℃延伸7min。PCR產(chǎn)物用1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測。

利用DGGE分離PCR產(chǎn)物，變性梯度為30%～60%，聚丙烯酰胺凝膠濃度為8%，在60 V電壓下，60℃恒溫，1×TAE中電泳16 h。電泳完畢采用溴化乙錠進行染色，凝膠成像系統(tǒng)（美國Bio-Rad）中觀察。

選取優(yōu)勢條帶進行切膠回收，使用不含GC夾子的相同引物進行PCR擴增，PCR反應體系與程序同上。所得PCR產(chǎn)物采用生工SK8131試劑盒進行回收純化后委托上海生工生物工程有限公司進行克隆測序。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2007和SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結果與討論

2.1 土壤基本理化性質(zhì)

土壤樣品主要理化性質(zhì)見表1。本研究中焚燒跡地設置1個采樣點，拆解作坊附近及周邊農(nóng)田分別設置4個和19個采樣點，每個點位采集3個或3個以上土壤樣品充分混勻后用四分法取1～2 kg作為1個樣本，焚燒跡地土壤pH值、全磷、全氮和有機質(zhì)含量用平均值（標準差）表示，拆解作坊附近及周邊農(nóng)田各項指標數(shù)值用平均值（范圍）表示。由表1可知，采集土樣以酸性土壤為主，其中農(nóng)田土壤pH平均值最低，拆解作坊附近土壤pH平均值最高；土壤全磷和全氮含量平均值以拆解作坊附近最高，農(nóng)田次之，焚燒跡地最低；有機質(zhì)含量平均值以拆解作坊附近最高，焚燒跡地次之，農(nóng)田最低。由于拆解作坊分布于居民區(qū)，日常生活污水和垃圾的隨意排放和傾倒可能是造成拆解作坊附近土壤偏中、堿性以及全磷、全氮和有機質(zhì)含量較高的重要原因。

表1 土樣基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical-chemicalpropertiesofsoilsamples

2.2 土壤重金屬和PCBs含量分析

土樣重金屬和PCBs含量如表2所示。無序電子垃圾回收活動產(chǎn)生的污染非常嚴重，龍?zhí)伶?zhèn)和石角鎮(zhèn)拆解作坊周邊農(nóng)田土壤也受到一定程度的污染。農(nóng)田土樣Cd和Cu含量平均值以及部分采樣點位Pb和Zn含量超過國家《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標準》（HJ/T 332—2006）的限值要求（Pb≤80、Cd≤0.3、Cu≤50、Zn≤200、Cr≤150、Ni≤40mg·kg-1）；農(nóng)田表土PCBs含量平均值為170.5μg·kg-1，為Ren等[23]報道的我國土壤PCBs含量平均值（0.515μg·kg-1）的331倍，少數(shù)采樣點位PCBs含量平均值超過加拿大為保護環(huán)境和人體健康設置的土壤中PCBs指導值（500μg·kg-1）[24]。因此，本研究重點關注重金屬Cd、Cu、Pb、Zn以及PCBs對土壤微生物的生態(tài)毒理效應。

2.3 重金屬和PCBs對土壤酶活性的影響

土壤酶是一種具有生物催化能力和蛋白質(zhì)性質(zhì)的高分子活性物質(zhì)，作為土壤組分中最活躍的有機成分之一，不僅可以表征土壤物質(zhì)能量代謝旺盛程度，而且可以作為評價土壤肥力高低、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣的一個重要生物指標。測定焚燒跡地、拆解作坊附近和周邊農(nóng)田表層土壤酶活性，結果如表3所示。

由表3可知，不同種類土壤酶對不當電子垃圾拆解污染的響應存在較大差異，酸性磷酸酶和堿性磷酸酶均在農(nóng)田土壤中活性最高，焚燒跡地中活性最低；過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶變化趨勢一致，3種酶在拆解作坊附近表土中活性最高，焚燒跡地和農(nóng)田土壤中活性相差不大。本研究中農(nóng)田受重金屬和PCBs污染程度最輕，農(nóng)田土壤中酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活性相應地高于拆解作坊附近和焚燒跡地表土中酶活性，反映了不當電子垃圾拆解污染對土壤的生化毒性。線性回歸分析顯示酸性磷酸酶活性與Pb、Cu和Zn含量在P＜0.01水平上顯著負相關，與Cd和PCBs含量在P＜0.05水平上顯著負相關。由于不當電子垃圾拆解產(chǎn)生的污染物種類比較復雜，雖然目前尚不能確定重金屬和PCBs是影響微生物活性的主要因素，但從統(tǒng)計分析結果來看，Pb、Cu、Zn、Cd和PCBs污染是不可忽略的因素。酸性磷酸酶活性還與土壤pH值在P＜0.01水平上顯著負相關，說明理化性質(zhì)也是影響土壤酶活性的重要因素之一。過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶并沒有同酸性磷酸酶一樣呈現(xiàn)隨重金屬和PCBs濃度升高活性顯著下降的規(guī)律，相反這3種酶在重金屬和PCBs污染程度較重的拆解作坊附近表土中的活性高于其在污染程度相對較輕的農(nóng)田土樣中的活性，線性回歸分析結果表明過氧化氫酶活性與Cd含量和PCBs含量均在P＜0.05水平上顯著正相關。此外，過氧化氫酶活性與土壤pH值和全磷含量在P＜0.01水平上顯著正相關，再次證明土壤酶活性不僅只受電子垃圾拆解所釋放污染物的影響，還與包括土壤養(yǎng)分、pH值在內(nèi)的理化性質(zhì)等因素關系密切。過氧化氫酶是抗氧化防御系統(tǒng)酶中重要的酶類之一，為減小環(huán)境有害因素對微生物的影響起重要作用，它能被環(huán)境有害因素所誘導，過氧化氫酶活性狀況在一定程度上能反映污染物對環(huán)境的脅迫情況。陳立濤[25]發(fā)現(xiàn)離電子垃圾拆解區(qū)域越近，PCBs污染越嚴重區(qū)域，土壤過氧化氫酶活性越高，本研究中過氧化氫酶活性與PCBs含量在P＜0.05水平上顯著正相關，與其研究結果一致。至于過氧化氫酶活性與Cd含量之間亦呈顯著正相關關系，則可能與電子垃圾回收活動中伴隨重金屬排放的其他具有生物毒性的污染物（如PCBs、多溴聯(lián)苯醚等）有關。

表2 土樣中重金屬和PCBs含量Table2 Contentsofheavymetalsand PCBs in soilsamples

表3 電子垃圾拆解區(qū)土壤樣品酶活性Table 3 Enzymeactivitiesofsoilsamples in the e-waste dismantling area

在長期持續(xù)受不當電子垃圾拆解污染區(qū)域，重金屬和PCBs等污染物進入土壤后，對微生物的作用可能主要表現(xiàn)在早期階段，隨著時間的推移，生理生化活性更強的耐性微生物逐漸替代了敏感微生物，部分土壤酶受抑制程度減輕甚至被激活，故而出現(xiàn)拆解作坊附近土壤重金屬和PCBs含量高于農(nóng)田，其土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性亦高于農(nóng)田的現(xiàn)象。總之，由于自然條件下電子垃圾拆解區(qū)污染物往往以各類污染物復合污染的形式存在，再加上pH、土壤養(yǎng)分、污染物生物有效性、植被等因素，土壤酶活性的變化更為復雜，過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性隨重金屬和PCBs含量增加而升高的原因有待進一步探討。

2.4 重金屬和PCBs污染對土壤微生物多樣性的影響

在研究重金屬和PCBs污染對土壤微生物多樣性的影響時，除焚燒跡地3個平行樣品外，從4個拆解作坊附近土樣中隨機挑選1和4號點位樣品作為龍?zhí)伶?zhèn)和石角鎮(zhèn)拆解作坊附近代表樣品。同時，因為焚燒跡地和拆解作坊主要位于龍?zhí)伶?zhèn)到石角鎮(zhèn)的省道公路兩旁村莊內(nèi)，所以隨機選取離公路較近的1、6、12號點位作為距離拆解中心區(qū)域較近的農(nóng)田代表樣品，離公路較遠的2、3、15、16、17、19號采樣點樣品作為距離拆解中心區(qū)域較遠的農(nóng)田代表樣品，以考察污染物遷移對土壤微生物群落結構的影響。

2.4.1 總細菌DGGE圖譜分析

從環(huán)境樣品直接提取總DNA，經(jīng)PCR擴增得到含有某一高變區(qū)的目的DNA序列產(chǎn)物，通過DGGE得到指紋圖譜。如圖2所示，不同樣品的DGGE圖譜在條帶的數(shù)量、位置及亮度上均存在一定差異，3、6、7、8、11、12號條帶在每個樣品中均有出現(xiàn)，且隨著污染程度的減輕，6條條帶的亮度逐漸增強；1號條帶在S1和S2樣品中出現(xiàn)；2號條帶在S1～S4樣品中出現(xiàn)；4、5、14號條帶僅在S3樣品中出現(xiàn)；9、15號條帶在S9～S14樣品中出現(xiàn)；10號條帶在S1～S4和S6～S8樣品中出現(xiàn)；13號條帶在S3、S4、S6和S8樣品中出現(xiàn)。14個泳道中均出現(xiàn)的6條條帶，不僅廣泛存在于污染程度低的樣品中，而且對較高含量的重金屬和PCBs也有一定的耐受性，對環(huán)境變化有較強的適應性。這6條條帶在不同泳道的亮度不同，表明其代表的微生物類群在數(shù)量上存在一定的差異，例如樣品S9～S14所在泳道的條帶明顯變亮加寬，說明其所代表細菌的數(shù)量大幅增加。1、2、4、5和14號條帶在重金屬和PCBs污染程度較高的焚燒跡地和拆解作坊附近樣品中（S1～S4）出現(xiàn)，說明這些微生物類群對高濃度重金屬和PCBs有較高的耐受性；9和15號條帶僅在離拆解中心區(qū)域較遠的農(nóng)田土壤中（S9～S14）出現(xiàn)，說明其代表的微生物類群對低含量重金屬和PCBs有一定的耐受性；10和13號條帶在部分焚燒跡地、拆解作坊附近和分布于拆解作坊周邊的農(nóng)田土樣中同時出現(xiàn)，表明其所代表的微生物類群對環(huán)境中重金屬和PCBs含量有較高的選擇性。這些特征微生物的出現(xiàn)可以作為電子垃圾拆解區(qū)土壤受某濃度范圍重金屬和PCBs脅迫的指示菌。

圖2 土壤樣品DGGE圖譜Figure 2 DGGE fingerprintofsurface soilsamples

通過非加權組平均法（UPGMA算法）作出聚類分析圖（圖3），說明微生物群落的同源性。由圖3可以看出，對于14個土壤樣品，微生物群落結構的差異較為明顯，可分為兩大族群：S9～S14歸為一族，S1～S8歸為一族。這說明距離拆解中心區(qū)域較遠，污染程度較輕的土壤微生物群落結構不同于焚燒跡地、拆解作坊附近等從事無序電子垃圾回收活動的場地或距離拆解中心區(qū)域較近的土壤微生物群落結構，不當電子垃圾拆解污染對土壤微生物群落結構產(chǎn)生一定影響。

2.4.2 香農(nóng)多樣性指數(shù)分析

香農(nóng)多樣性指數(shù)愈大，群落中生物種類復雜程度越高，群落所含的信息量愈大。從圖4可以看出，土壤樣品香農(nóng)指數(shù)變化范圍為1.946～2.485，長期持續(xù)受電子垃圾拆解污染的焚燒跡地、拆解作坊附近及周邊農(nóng)田樣品（S1～S8）微生物多樣性指數(shù)平均值（2.133）低于離拆解中心區(qū)域較遠農(nóng)田土樣（S9～S14）指數(shù)平均值（2.411），某種程度上反映了無序電子垃圾拆解對當?shù)赝寥牢⑸锏膿p傷。

圖3 樣品聚類分析圖Figure 3 Clusteringanalysisofsoilsamples

圖4 不同土壤樣品總細菌香農(nóng)多樣性指數(shù)Figure 4 Shannon diversity index ofbacteria in differentsamples

本研究中盡管不當電子垃圾拆解污染對微生物群落結構產(chǎn)生影響，但是重金屬和PCBs含量與多樣性指數(shù)之間的相關性并不顯著。自然條件下土壤微生物群落結構的影響因素較為復雜，主要包括物理、化學以及生物因素等方面。首先，微生物活性和群落組成與土壤肥力和環(huán)境質(zhì)量有關，本實驗所采集龍?zhí)伶?zhèn)和石角鎮(zhèn)土樣具有不同的特點和環(huán)境質(zhì)量，例如大多數(shù)土樣被重金屬和有機物污染，研究表明重金屬和PCBs是影響微生物群落結構的重要因素[25-26]；其次，重金屬和有機物進入土壤后，不僅可以通過降低物種豐度影響微生物群落組成，還可以通過增加某些耐重金屬和有機污染物的菌群改變土壤微生物群落結構。香農(nóng)指數(shù)是一個既包括物種豐富度又包括物種均勻度的綜合指標，因此多樣性指數(shù)的變化，可能歸因于抗性微生物的多寡或者物種均勻度的高低。此外，對農(nóng)田土壤來說，微生物群落結構還與其管理方式（如噴灑農(nóng)藥、施用肥料及不同土地耕作方式等）有關，不同農(nóng)田管理方式下，土壤理化性質(zhì)會發(fā)生變化，直接影響到土壤微生物多樣性[27-28]。

2.4.3 特異性條帶測序結果

一共有15條條帶從凝膠上（見圖2）切割并克隆測序，所得序列在核糖體數(shù)據(jù)庫（http：//rdp.cme.msu. edu/seqmatch/seqmatch_intro.jsp）中獲得序列所代表微生物的分類等級，并在GenBank數(shù)據(jù)庫（http：// www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/）中搜索最相似序列，結果如表4所示。這15條序列分屬于變形菌門Proteobacteria（Beta-、Delta-和Gammaproteobacteria綱），放線菌門Actinobacteria（Actinobacteria綱）和酸桿菌門Acidobacteria（Acidobacteria_Gp7和Acidobacteri-a_Gp18綱），Proteobacteria門占60%，是最優(yōu)勢的類群。在Proteobacteria門中，Beta綱占55.6%、Delta綱占11.1%，Gamma綱占33.3%。出現(xiàn)在所有土樣中的3、6、7、8、11、12號條帶所代表的Proteobacteria類群所占比例最大，說明Proteobacteria類群在不當電子垃圾拆解污染土壤微生物群落中具有重要地位。其中，3號克隆序列與GenBank中從酸性礦山廢水污染河流流域分離得到的耐重金屬菌株Burkholderia sp. strain S9-15（KY357354）相似性高達100%，6、7、8和12號序列均與GenBank中多環(huán)芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）降解菌株最為接近，相似性分別為98%、99%、99%和96%，這些序列所代表的微生物可能對土壤中包括PAHs在內(nèi)的物質(zhì)和能量轉化及微生物生態(tài)有重要的影響。4號序列與GenBank中從富含重金屬礦山湖泊沉積物分離獲得的一株菌株Cellulomonas sp.GS11（KP780000）相似性為96%，14號序列與GenBank中耐重金屬菌株Burkholderia cenocepacia strain Q1-4（KX008300）相似性為98%，4號和14號條帶僅在焚燒跡地樣品中出現(xiàn)，它們所屬的微生物類別對高濃度重金屬有著較強的耐受性。與10號條帶序列最相似序列（相似性98%）為未培養(yǎng)bacterium clone100-BAC065（JQ968748），來源于PCBs污染沉積物，10號條帶所代表的特征微生物可以作為焚燒跡地、拆解作坊附近和分布于拆解作坊周邊農(nóng)田土樣PCBs濃度范圍脅迫的指示菌。13號序列與GenBank中來自中性淡水生境中的序列（EU937852）具有97%的相似性，對生態(tài)系統(tǒng)中鐵氧化物的生物地球化學循環(huán)以及有機物、無機營養(yǎng)物和微量金屬等循環(huán)至關重要[29]。

3 結論

（1）不同種類土壤酶對不當電子垃圾拆解污染的響應存在較大差異，其中酸性磷酸酶活性與土壤中幾種主要污染重金屬Cd、Cu、Pb和Zn以及PCBs含量之間具有顯著的負相關關系，是對重金屬和PCBs污染響應最為敏感的指標。此外，酸性磷酸酶與土壤pH值在P＜0.01水平上顯著負相關，過氧化氫酶活性與土壤pH值和全磷含量在P＜0.01水平上顯著正相關，說明土壤酶活性不僅受重金屬和多氯聯(lián)苯等污染物的影響，還與土壤養(yǎng)分、pH值等因素密切相關。

（2）焚燒跡地、拆解作坊附近以及離拆解中心區(qū)域較近的農(nóng)田土壤微生物多樣性指數(shù)低于距離拆解地中心區(qū)域較遠的農(nóng)田土壤微生物多樣性指數(shù)，一定程度上反映了不當電子垃圾拆解污染對當?shù)赝寥牢⑸锏膿p傷。Proteobacteria門是拆解區(qū)土壤樣品中優(yōu)勢微生物類群，占克隆總數(shù)的60%，重金屬和PCBs對土壤微生物群落結構產(chǎn)生一定影響。部分克隆測序序列在GenBank中最相似序列與PAHs和PCBs等有機物降解和重金屬抗性微生物有關。

表4 測序序列分類地位及相似性比對Table 4 Taxonomic affiliation ofsequenced DGGE bandsand theirbestmatches in the GenBank

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Pollution of heavym etals and polychlorinated biphenyls by im proper e-waste dism antling activities and its ecotoxicologicaleffect

ZHANG Jin-lian1,DING Jiang-feng2,LINHao-zhong1,DANGZhi1,3,YIXiao-yun1,3,LUGui-ning1,3*
（1.School of Environment and Energy,South China University of Technology,Guangzhou 510006,China;2.School of The Environment, GuangxiUniversity,Nanning 530004,China;3.The Key Lab of Pollution Controland Ecosystem Restoration in Industry Clusters,Ministry of Education,Guangzhou 510006,China）

Longtang Town and Shijiao Town in Qingyuan City,Guangdong Province,South China,have been known for their improper ewaste importing and recycling,and their crude recycling activities have led to serious contamination of the surrounding environment.In the presentwork,enzyme activities andmicrobial communities of soil samples at the open burning site（OBS）and near the dismantling workshops（NDW）,aswell as enzyme activities andmicrobial communities of samples of farmland soil（FS）around the dismantling workshops, were analyzed.Results showed that different enzymes had different responses to pollution by heavymetals and PCBs.Significant negative correlations between acid phosphatase activity and concentration of Pb,Cu,Zn,Cd,or PCBs in the soil sampleswere observed（P＜0.01 orP＜0.05）.Acid phosphatasewas themostsensitive indicator of the reactions of five differentenzymes to soil contamination by heavymetals and PCBs.Soilenzyme activitieswere notonly influenced by pollutants,butalso closely related to soil physical-chemicalqualities such as soil nutrients,pH,and so on.Results of polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis（PCR-DGGE）experiments demonstrated that the Shannon index varied from 1.946 to 2.485 at different sites,and the indices atOBS,NDW,and farmland around the dismantlingworkshopswere lower than those at farmland sites far away from the central dismantling area.A higher Shannon index indicates amore diversified bacterial community,therefore,the above result partly implied the damage to local soilmicroorganisms by pollution from improper e-waste dismantling activities.Proteobacteria was the most abundant bacterial lineage（60%）.Some PCR-DGGE band sequenceswerehighly similarwith 16SrRNA genes from heavymetal-resistantmicroorganismsand PCB-and PAH-degradingmicroorganisms.

e-waste;soilenzyme;microbialdiversity;PCR-DGGE

X171.5

A

1672-2043（2017）05-0891-09

10.11654/jaes.2016-1616

2016-12-16

張金蓮（1979—），女，湖北隨州人，博士，主要從事環(huán)境微生物學研究。E-mail：jinlianzhang@scut.edu.cn

*通信作者：盧桂寧E-mail：lutao@scut.edu.cn

國家自然科學基金項目（41573091，U1501234）；廣東省自然科學基金杰出青年項目（2015A030306005）

Project supported：The NationalNatural Science Foundation ofChina（41573091，U1501234）；The Natural Science Foundation of Guangdong Province for Distinguished Young Scholars（2015A030306005）

張金蓮，丁疆峰，林浩忠，等.電子垃圾不當處置的重金屬和多氯聯(lián)苯污染及其生態(tài)毒理效應[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2017,36（5）：891-899.

ZHANG Jin-lian,DING Jiang-feng,LINHao-zhong,etal.Pollution ofheavymetalsand polychlorinated biphenylsby improper e-waste dismantlingactivities and itsecotoxicologicaleffect[J].JournalofAgro-EnvironmentScience,2017,36（5）:891-899.