Nutrient removal characteristics of the bioretention cell under high concentration glyphosate stress.
J Contam Hydrol · 2026 · 276:104735 · PMID 40992176 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > AMPA·분해 · 미생물 · 환경
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제초제인 글리포세이트는 농업에서 광범위하게 사용되며 자연 환경에서도 자주 검출된다. 그러나 빗물 유출수 내 글리포세이트가 생물여과(bioretention) 셀의 영양소 제거 효율에 미치는 영향은 아직 불분명하다. 본 연구에서는 석탄 및 제올라이트 변형 생물여과 셀을 구축하였으며, 이 셀들의 암모니아성 질소($\text{NH}_4^+$-N) 제거 효율이 글리포세이트 스트레스 초기에 저해되었다. 스트레스 테스트 후기 단계에서 $\text{NH}_4^+$-N 제거 효율은 점차 >90%로 회복되었고, 질산염성 질소($\text{NO}_3^-$-N) 농도는 10-15 mg/L로 안정적이었으며, 아질산염성 질소($\text{NO}_2^-$-N) 농도는 0.05-1.81 mg/L로 안정적이었다. 글리포세이트는 질소 제거 성능에 부정적인 영향을 미쳤다. 총질소(TN) 농도 또한 증가하였고, 그 제거 효율은 <10%로 감소하였다. 초기 강우 사건 동안의 총인(TP) 농도는 글리포세이트 농도와 유의미한 상관관계($p < 0.01$)를 보였으며, 배출수 TP는 최대 121 mg/L에 달했다. 스트레스 테스트 후기 단계에서 생물여과 셀의 인 제거 능력은 점차 회복되었다. 글리포세이트 내성 박테리아와 우점 분해 박테리아의 상대적 풍부도는 증가한 반면, 일부 탈질 기능 박테리아의 풍부도는 스트레스 하에서 감소하였으며, 이는 궁극적으로 생물여과 셀의 수질 정화 효과에 영향을 미쳤다. 요약하면, 글리포세이트 스트레스는 생물여과 셀의 질소 및 인 제거를 감소시켰으나, 인 제거 능력은 점차 회복된 반면 질소 제거는 계속 저해되었다.ORIGINAL ABSTRACT
The pesticide glyphosate is widely used in agriculture and is frequently detected in the natural environment. However, the effect of glyphosate in stormwater runoff on the nutrient removal efficiency of bioretention cells remains unclear. Coal- and zeolite-modified bioretention cells were constructed in this study, and their ammonia‑nitrogen (NH4+-N) removal efficiency was inhibited at the beginning of glyphosate stress. In the late stage of the stress test, the NH4+-N removal efficiency gradually recovered to >90 %, the concentration of nitrate nitrogen (NO3--N) was stable at 10-15 mg/L, and the concentration of nitrite‑nitrogen (NO2--N) was stable at 0.05-1.81 mg/L. Glyphosate negatively impacted nitrogen removal performance. The total nitrogen (TN) concentration also increased, and its removal efficiency decreased to <10 %. Total phosphorus (TP) concentrations during the initial rainfall event were significantly correlated with glyphosate concentrations (p < 0.01), with effluent TP reaching a maximum of 121 mg/L. In the late stage of the stress test, the phosphorus removal capacity of the bioretention cell gradually recovered. The relative abundance of glyphosate-tolerant bacteria and dominant decomposition bacteria increased, while the abundance of some denitrifying functional bacteria decreased under stress, ultimately affecting the water purification effect of the bioretention cell. In summary, glyphosate stress reduced the nitrogen and phosphorus removal in the bioretention cell; the phosphorus removal capacity gradually recovered, but nitrogen removal remained inhibited.| 저자 | Xia, Q.; Xiong, J.; Zhou, J.; Hu, T.; Zhang, Q.; Liu, Y. |
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| 저널 | Journal of contaminant hydrology |
| 권·호·쪽 | 276, 104735 |
| PMID | 40992176 |
| DOI | 10.1016/j.jconhyd.2025.104735 |
| MeSH | Glycine; Glyphosate; Nitrogen; Water Pollutants, Chemical; Herbicides; Phosphorus; Biodegradation, Environmental |