本文選題：農藥 + 生態(tài)塘�。� 參考：《暨南大學》2017年碩士論文

【摘要】：農業(yè)面源污染已成為我國水體污染的重要來源,其中農藥面源污染問題十分嚴峻,農藥的高毒性和高殘留性對水生態(tài)系統(tǒng)和人類健康均造成極大威脅。因此,研究適用的面源污染生態(tài)修復技術顯得十分必要。生態(tài)塘和生態(tài)溝渠修復技術由于其可利用現(xiàn)有資源改造、無需占用多余耕地的優(yōu)點,更適用于耕地面積緊張的農村地區(qū)。目前,生態(tài)塘多用于處理農村面源污染中氮、磷等污染物,而鮮見對農藥等毒害有機污染物的研究。同時,國內也尚無生態(tài)溝渠去除農藥污染物的研究報道。近年,國外有研究證實生態(tài)溝渠對農藥有良好的去除效果,但對農藥在系統(tǒng)中的遷移轉化機制尚不明確,尤其是降雨或灌溉徑流沖刷條件下,生態(tài)溝渠系統(tǒng)中植物對徑流中的農藥攔截作用及機理亟需探明。因此,本研究通過構建黑藻-苦草生態(tài)塘,考察其對實際面源污染水體中檢出的特征農藥的原位修復效果。構建植物(美人蕉、再力花、香蒲和燈心草)和無植物溝渠系統(tǒng),考察四種植物在徑流沖刷過程中對特征農藥(阿特拉津和敵草隆)的攔截能力,篩選具有較強污染物攔截能力的植物品種,并闡明農藥在溝渠系統(tǒng)中的動態(tài)變化規(guī)律。通過探討阿特拉津和敵草隆在溝渠中的去除途徑,揭示兩種農藥在溝渠系統(tǒng)中的遷移轉化歸趨。(1)開展原位構建黑藻-苦草生態(tài)塘修復系統(tǒng)工程,研究其對區(qū)域內檢出的7種特征農藥和常規(guī)污染物的凈化效果,以及對農藥生態(tài)風險控制作用。結果顯示:黑藻-苦草生態(tài)塘系統(tǒng),可有效控制水體中混合農藥的質量濃度、降低對水體的生態(tài)風險。系統(tǒng)對毒死蜱、氰戊菊酯、腐霉利、甲拌磷和乙草胺5種農藥的平均去除率均大于75%,馬拉硫磷和樂果的平均去除率約為50%。通過生態(tài)修復,腐霉利的環(huán)境風險由中等風險降為低風險(RQ0.1),毒死蜱、乙草胺和樂果由高風險降為中等風險(RQ1),其他3種農藥的RQ(風險商)值均顯著下降(P0.05)。此外,水體各項常規(guī)水質指標質量濃度顯著下降(P0.01),水質基本上從地表水標準的劣Ⅴ類提高到Ⅲ~Ⅳ類。(2)構建美人蕉、再力花、香蒲、燈心草和無植物溝渠裝置,探討在模擬的沖刷-靜置-再沖刷-再靜置的徑流事件中,不同濃度的阿特拉津和敵草隆在溝渠系統(tǒng)中的動態(tài)變化規(guī)律以及植物在污染物攔截中的作用。結果顯示:兩種農藥隨第一次徑流沖刷進入溝渠后(0~5 h),由于土壤的快速吸附作用而濃度快速下降。隨后的靜置階段(5~48 h),濃度緩慢下降。在第二次徑流沖刷階段(48~53h),各系統(tǒng)中農藥濃度劇烈下降。從總去除率來看(7 d后),高濃度試驗中,植物組和無植物組對阿特拉津的去除率為47~56%和27%,對敵草隆的去除率分別為49~53%和37%;低濃度試驗中,植物組和無植物組對阿特拉津的去除率分別為34~43%和18%,對敵草隆的去除率分別為58~73%和49%。植物的存在顯著提高了阿特拉津和敵草隆的去除率(P0.05),但植物種類之間沒有顯著差別。在第二次徑流沖刷過程中,各溝渠系統(tǒng)阿特拉津和敵草隆的釋放率從高到低依次為無植物組、燈心草、香蒲、再力花和美人蕉,植物組與無植物組之間有顯著差異(P0.05),表明植物對溝渠中農藥起到了顯著的攔截作用。(3)在模擬徑流事件的靜置階段(5~48 h),研究阿特拉津和敵草隆在溝渠中的動力學去除過程。結果顯示:農藥可在系統(tǒng)中發(fā)生降解,其濃度變化過程較好的符合一級反應動力學方程C=C0e-kt(R20.7)。高濃度試驗中,各裝置系統(tǒng)中阿特拉津和敵草隆的降解常數k值分別為0.001~0.004 h-1和0.003~0.007 h-1;低濃度試驗中,各裝置系統(tǒng)中阿特拉津和敵草隆的降解常數k值分別為0.003~0.009 h-1和0.006~0.013 h-1。對于這兩種特征農藥,植物組降解速率k值均高于無植物組(P0.05),表明植物的存在提高了農藥在溝渠系統(tǒng)中的生物降解速率。在高、低濃度試驗中,無論是植物組或者對照組,阿特拉津的降解速率常數k值均高于敵草隆,這可能表明農藥的理化性質會影響其在溝渠系統(tǒng)中的降解,農藥的log kow值越高,其在溝渠系統(tǒng)中降解速率越大。(4)基于物料平衡原理,研究在整個模擬徑流事件中,溝渠各環(huán)境介質中阿特拉津和敵草隆的分布情況,闡明溝渠系統(tǒng)中兩種農藥的去除途徑和機理。結果顯示:高濃度試驗中,微生物作用對阿特拉津和敵草隆的去除貢獻率分別為20~48%和19~39%,土壤吸附對阿特拉津和敵草隆去除貢獻率分別為6~10%和12~18%,植物吸收貢獻率小于0.1%;低濃度試驗中,微生物作用對阿特拉津和敵草隆的去除貢獻率分別為15~38%和36~62%,土壤吸附對阿特拉津和敵草隆去除貢獻率分別為3~6%和6~13%。這表明,對于這兩種較為親水性的農藥(logkow3.0),土壤對其吸附作用相對較弱,不是其最主要去除途徑。雖然植物的直接吸收作用不明顯,但其間接作用很顯著,其存在可使微生物去除貢獻較無植物系統(tǒng)提高約0.5倍(敵草隆)和約1倍(阿特拉津),從而減少兩種農藥在系統(tǒng)中的殘留率。綜上所述,本研究系統(tǒng)揭示了在模擬的沖刷-靜置-再沖刷-再靜置的徑流事件中,典型農藥在生態(tài)溝渠中的行為歸趨,闡明了植物在其中發(fā)揮的重要作用,并通過沉水植物生態(tài)塘工程對農藥污染控制效果研究,為實際農村農藥面源污染控制技術優(yōu)化設計提供了理論與實踐依據,具有創(chuàng)新性與重要意義。
[Abstract]:In recent years , it is very necessary to study the effects of pesticide residues on pesticide residues in water bodies . The results showed that the removal rates of Atrazine and Diuron in different concentrations were 47 - 56 % and 27 % , respectively , and the removal rates of Atrazine and Diuron were reduced from 49 % to 53 % and 37 % respectively . ( 3 ) In the experiment of high concentration and low concentration , the degradation rate constant k value of Atrazine and diuron in each plant system is higher than that in the non - plant group ( P0.05 ) . The degradation rate constant k value of Atrazine and diuron in each plant system is higher than that in the non - plant group ( P0.05 ) . ( 4 ) Based on the principle of material balance , the distribution of Atrazine and Diuron in various environmental media of ditches was studied in the whole simulated runoff event . The removal ways and mechanism of the two pesticides in the ditch system were clarified . The results showed that the removal of the typical pesticides in the ecological ditches was about 0 . 5 - fold and 6 - 13 % , respectively .
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X592

【參考文獻】

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本文編號：1921361