滴灌系統(tǒng)一般由干管、支管、毛管這三級管網(wǎng)組成，管網(wǎng)主要以聚乙烯和聚氯乙烯塑料管材為主，它們與水接觸的距離長、時間久、面積大，管材加工過程中的添加劑以及它們的分解產(chǎn)物向灌溉水中遷移，會改變水質(zhì)成分、影響植物生長，在食物鏈的放大作用下，對人類健康存在潛在威脅。本文結(jié)合吉林省科技發(fā)展計劃項目“溫室小氣候?qū)喔人|(zhì)受滴灌材料干擾效應(yīng)的影響研究”(編號：20090169)，從滴灌生產(chǎn)實際出發(fā)，以聚氯乙烯和聚乙烯常用滴灌管材為研究對象，開展溫室小氣候條件對滴灌管材化學(xué)物質(zhì)遷移的干擾效應(yīng)研究。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 1）為更好研究環(huán)境因素對UPVC滴灌管化學(xué)物質(zhì)遷移影響，選擇4種不同產(chǎn)地滴灌管為試驗管材，研究在標準環(huán)境、實際溫室環(huán)境以及溫度變化對UPVC滴灌管向水中遷移重金屬和有機化合物的影響進行分析，主要試驗結(jié)果表明： ①標準環(huán)境下，UPVC滴灌管12天TOC遷移總量已超過飲用水標準限制，但農(nóng)田灌溉水標準中未規(guī)定TOC含量限定值；Pb元素最大遷移量是飲用水標準的289.9倍，是農(nóng)田灌溉水標準的2.9倍，滴灌管向水中遷移Pb元素含量隨時間的延長而遞減；Fe和Al元素遷移量最大值均超過飲用水標準規(guī)定值，但農(nóng)田灌溉水標準未對其加以限制；Ba和Zn元素遷移量均未超過飲用水標準和農(nóng)田灌溉水標準限定值； ②實際溫室環(huán)境下，埋地40cm環(huán)境對UPVC滴灌管TOC和Ca元素遷移量的影響明顯大于地表環(huán)境影響；埋地40cm環(huán)境和地表環(huán)境對Pb元素遷移規(guī)律沒有影響，均隨時間延長而減少，但就Pb元素遷移量而言，地表環(huán)境更有利于滴灌干管向水中遷移Pb元素；埋地環(huán)境對Al和Zn元素遷移量影響明顯小于地表環(huán)境；兩種環(huán)境對Fe和Ba元素遷移量影響不大； ③溫度影響：UPVC滴灌管TOC、Pb和Zn元素遷移量隨溫度升高而增大，高溫環(huán)境對TOC和Pb元素遷移量增加影響明顯；溫度變化對Ca元素遷移量影響最大； ④綜合因素影響：UPVC滴灌管TOC和Al元素向水中遷移影響因素中，溫度＞時間＞品牌；Ca元素：時間＞溫度＞品牌；Pb元素：溫度＞品牌＞時間；Fe元素：品牌＞時間＞溫度；Zn元素：時間＞品牌＞溫度。 2）為更好研究環(huán)境因素對HDPE滴灌管有機物遷移影響，選擇3種品牌HDPE滴灌支管和5種品牌HDPE滴灌毛管為試驗管材，研究標準環(huán)境、環(huán)境因素變化以及實際溫室環(huán)境對HDPE滴灌管向水中遷移有機化合物影響進行分析，主要結(jié)論如下： ①標準環(huán)境下，HDPE滴灌管第一個72hTOC遷移量和TOC12天累積遷移量呈正向相關(guān)關(guān)系，且達到極顯著水平；HDPE滴灌管隨時間延長TOC遷移量呈先減后增趨勢，并且滴灌毛管TOC遷移率在各個遷移周期內(nèi)均明顯小于滴灌支管。 ②溫室環(huán)境下：HDPE滴灌管溫室環(huán)境下TOC遷移量遠遠大于標準環(huán)境下，在27天遷移動態(tài)規(guī)律分析中隨時間延長呈單峰趨勢，并且在第9天管材向水中遷移TOC含量達到峰值。 ③環(huán)境因素影響：a.溫度：從數(shù)值上看，HDPE滴灌管TOC遷移率隨溫度升高而增大；從增大幅度上看，并不是所有品牌HDPE滴灌管隨溫度升高其TOC遷移率大幅增長；b.空氣相對濕度(RH)：RH變化對HDPE滴灌管TOC遷移率影響因品牌差異而各不相同，受RH影響最大品牌是5#管，最小的是8#管；c.光照：滴灌支管TOC遷移率受光照影響比滴灌毛管大。 ④綜合因素影響：無論是HDPE滴灌支管還是HDPE滴灌毛管，除光照因素外因素主次順序均為：時間＞溫度＞品牌＞濕度；在含光照因素試驗中，透光率因素因HDPE滴灌管功能不同而影響力不同。 3）為更好研究灌溉水質(zhì)對HDPE滴灌毛管有機化合物遷移影響，選擇3種品牌HDPE滴灌毛管為試驗管材，研究5種不同灌溉水質(zhì)以及番茄營養(yǎng)液不同pH值對滴灌毛管有機化合物遷移影響、在HDPE滴灌毛管作用下，番茄營養(yǎng)液（pH=6）特征變化情況、以及在番茄營養(yǎng)液作用下，溫度和光照環(huán)境因子對HDPE滴灌毛管有機化合物遷移影響，結(jié)論如下： ①不同灌溉水質(zhì)影響：標準環(huán)境下HDPE滴灌毛管向配制水和營養(yǎng)液中遷移TOC量遠遠高于向去離子水中遷移量，滴灌毛管向營養(yǎng)液中遷移TOC量表現(xiàn)為：番茄營養(yǎng)液＞黃瓜營養(yǎng)液＞非洲菊營養(yǎng)液；隨著時間的延長，滴灌毛管向去離子水遷移TOC量越來越少，且減少趨勢在一段時間內(nèi)趨于平穩(wěn)；向營養(yǎng)液中遷移有機物的趨勢呈雙峰曲線。滴灌毛管在不同灌溉水質(zhì)作用下COD12天累積量為：配制水＞番茄營養(yǎng)液＞去離子水； ②營養(yǎng)液不同pH值影響：對于番茄營養(yǎng)液而言，當pH=4時，對滴灌毛管TOC遷移影響最大，pH=5時，影響最小，這是因為在強酸性環(huán)境下，管材有機物遷移量更大； ③HDPE滴灌毛管有機物遷移對營養(yǎng)液特性影響：營養(yǎng)液pH值隨遷移周期延長而降低，但都高于初始pH值，HDPE滴灌毛管對EC值影響較��； ④番茄營養(yǎng)液作用下溫度和光照影響：a.溫度：TOC遷移率最大值出現(xiàn)在40℃溫度下，最小值出現(xiàn)在20℃溫度下；COD值均隨溫度升高而增大；b.光照：遷移周期內(nèi)HDPE滴灌毛管TOC累積遷移量均為：85%透光率＞50%透光率＞15%透光率，與標準環(huán)境相比，HDPE滴灌毛管向營養(yǎng)液中遷移有機物的含量都有大幅增長； ⑤綜合因素影響：在營養(yǎng)液作用下，影響HDPE滴灌毛管有機物遷移因素順序為：時間＞溫度＞品牌，時間＞透光率＞品牌，可見，遷移周期亦是非常重要的影響因素。 4）為全面評價滴灌管材使用的安全性，對滴灌系統(tǒng)中干、支、毛三級管網(wǎng)在不同環(huán)境下72h浸泡液對種子萌發(fā)和根芽抑制效應(yīng)及其發(fā)光細菌綜合毒性進行研究，主要結(jié)論如下： ①發(fā)光細菌急性毒性試驗：a.UPVC滴灌干管標準環(huán)境下72h浸泡液相對發(fā)光度較高，低毒性灌溉水居多；溫室環(huán)境下UPVC滴灌干管浸泡液毒性級別都在Ⅱ級以上；低溫對UPVC滴灌干管浸泡液發(fā)光細菌急性毒性影響最大；b.HDPE滴灌管浸泡液相對發(fā)光度均隨溫度升高而降低，溫度變化對HDPE滴灌支管浸泡液毒性等級影響不大，對HDPE滴灌毛管浸泡液毒性影響較大，尤其高溫作用；c.環(huán)境因素對滴灌管材生物毒性影響順序為：光照＞溫度＞濕度； ②滴灌管浸泡液種子發(fā)芽和根伸長的毒性試驗：黑麥草和小麥分別是通過植物種子發(fā)芽和根伸長變化評價UPVC和HDPE滴灌管浸泡液更加理想的植物類型。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S275.6
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 本課題研究的目的和意義
        1.1.1 本課題研究的目的
        1.1.2 本課題研究的意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 滴灌技術(shù)的研究進展
        1.2.2 塑料老化及衛(wèi)生安全性的研究進展
        1.2.3 重金屬和有機物對植物毒害作用的研究進展
        1.2.4 相關(guān)研究中存在的問題
    1.3 本文研究內(nèi)容
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究路線
        1.3.3 研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第2章 環(huán)境因素對 UPVC 滴灌管化學(xué)物質(zhì)遷移的影響
    2.1 引言
    2.2 試驗材料與方法
        2.2.1 試驗地點
        2.2.2 試驗測試指標和儀器設(shè)備
        2.2.3 試驗方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 標準環(huán)境對遷移的影響
        2.3.2 單個環(huán)境因子對遷移的影響
        2.3.3 復(fù)合環(huán)境因素對遷移的影響
        2.3.4 UPVC 滴灌管化學(xué)物質(zhì)遷移影響因素綜合分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 環(huán)境因素對 HDPE 滴灌管有機物遷移的影響
    3.1 引言
    3.2 試驗材料與方法
        3.2.1 試驗地點
        3.2.2 試驗測試指標和儀器設(shè)備
        3.2.3 試驗方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 標準環(huán)境對有機物遷移的影響
        3.3.2 單個環(huán)境因子變化對化合物遷移的影響
        3.3.3 HDPE 滴灌管有機物遷移影響因素綜合分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 灌溉水質(zhì)對 HDPE 滴灌管材的影響
    4.1 引言
    4.2 試驗材料與方法
        4.2.1 試驗地點
        4.2.2 試驗測試指標和儀器設(shè)備
        4.2.3 試驗方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 標準環(huán)境對有機物遷移的影響
        4.3.2 環(huán)境因素對有機物遷移的影響
        4.3.3 營養(yǎng)液作用下 HDPE 滴灌管有機物遷移影響因素綜合分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 滴灌管材浸泡液生物效應(yīng)研究
    5.1 引言
    5.2 發(fā)光細菌的急性毒性試驗
        5.2.1 明亮發(fā)光桿菌 T3 法試驗原理
        5.2.2 材料與方法
        5.2.3 結(jié)果與討論
    5.3 種子發(fā)芽和根伸長的毒性試驗
        5.3.1 種子發(fā)芽和根伸長毒性試驗原理
        5.3.2 材料與方法
        5.3.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
導(dǎo)師及作者簡介
博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的學(xué)術(shù)成果
致謝

【參考文獻】

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2 魯先文;何俊;;重金屬Cu和Zn對小麥種子萌發(fā)和生物量的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年35期

3 劉曉東;張蕾;陸玲娟;龔慕春;郭青海;張水龍;;滴灌帶總有機碳遷移及其生物效應(yīng)研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年24期

4 王成濤;;塑料食品包裝材料的化學(xué)物遷移與危害[J];北京工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年05期

5 曾祥玲;曹成有;高菲菲;邵建飛;陳家模;;鎘、鉛對沙打旺種子萌發(fā)及早期生長發(fā)育的毒性效應(yīng)[J];草業(yè)學(xué)報;2008年04期

6 孫德明,趙月秀,張殿堯;塑料注射器取血對血氣分析的影響[J];第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;1993年05期

7 孟慶玲;程智慧;徐鵬;梁靜;;營養(yǎng)液pH值對非洲菊生長和生理特征的影響[J];西北植物學(xué)報;2010年10期

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9 張立尖,曹霞霓;水中總有機碳測定的定量校正[J];分析儀器;2003年04期

10 陳默;王志偉;胡長鷹;王平利;;濕度對聚乙烯醇膜阻隔性能的影響[J];高分子材料科學(xué)與工程;2009年08期

本文編號：2853670