本文關(guān)鍵詞：上海市郊大氣濕沉降重金屬對(duì)土壤—葉菜系統(tǒng)的污染效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：重金屬作為一種無(wú)機(jī)污染物質(zhì),嚴(yán)重威脅著自然生態(tài)環(huán)境和人類的健康,具有高富集、低遷移的特點(diǎn)。土壤、水體和大氣在受到重金屬污染之后,不僅影響蔬菜的生長(zhǎng)發(fā)育,而且其所含的重金屬會(huì)在蔬菜的各個(gè)部位中積累,最后通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體,危害人體健康。近年來(lái),隨著上海經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,居民生活水平日益提高,對(duì)蔬菜的市場(chǎng)需求也在日益增加,市郊地區(qū)出現(xiàn)了大量的蔬菜生產(chǎn)基地,農(nóng)民個(gè)體種植的蔬菜也相繼流入市場(chǎng),這些蔬菜不但面臨著嚴(yán)重的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn),而且其食用人群數(shù)量較多,存在潛在的安全隱患。已有研究表明,大氣沉降(干沉降和濕沉降)是土壤和蔬菜重金屬的一個(gè)重要來(lái)源。而大氣濕沉降被認(rèn)為是溶解性重金屬在全球范圍內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹匾緩街弧Ｈ芙庑灾亟饘俑走M(jìn)入食物鏈和食物網(wǎng),通過(guò)生物的富集作用,最終進(jìn)入人體內(nèi),對(duì)人體的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本研究以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“城市大氣重金屬干濕沉降對(duì)土壤-蔬菜系統(tǒng)的污染效應(yīng)”(41271472)為依托,選取上海市郊為研究區(qū),以Hg、As、Cu、Pb、 Zn.Cd和Cr等重金屬作為主要研究對(duì)象,通過(guò)大氣濕沉降重金屬調(diào)查、蔬菜累積大田微區(qū)暴露試驗(yàn)和沉降室降水模擬試驗(yàn),系統(tǒng)研究在大氣濕沉降的影響下食葉類蔬菜的可食部分對(duì)不同重金屬的動(dòng)態(tài)累積過(guò)程,大氣濕沉降通過(guò)葉面和根系吸收途徑對(duì)蔬菜累積重金屬的貢獻(xiàn),揭示濕沉降重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制,構(gòu)建蔬菜積累重金屬的大氣沉降和土壤來(lái)源貢獻(xiàn)模型,闡明攝食受重金屬污染的蔬菜可能帶來(lái)的人體健康風(fēng)險(xiǎn),期望為豐富和發(fā)展氣-土-生界面重金屬的生物地球化學(xué)循環(huán)理論做出貢獻(xiàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出以下結(jié)論：(1)閔行區(qū)3～5月濕沉降灰塵和雨水中的重金屬含量總體上高于浦東新區(qū)。大氣濕沉降中7種重金屬的沉降通量按由大到小順序排列依次為ZnCuCr AsPbHgCd,沉降通量分別為5672.15、672.38、332.26、128.42、90.08、22.92和21.3lμg·m-2.month-1;浦東新區(qū)7種重金屬的沉降通量按由大到小排列為ZnAsCuCrPbCdHg,沉降通量分別為1754.76、174.53、172.42、87.16、748.74、14.62和12.72μg·m-2·month-1。閔行區(qū)濕沉降重金屬濃度明顯高于浦東新區(qū)。Zn在兩區(qū)濕沉降通量最高,Hg和Cd的濕沉降通量最低。(2)紫鳳路大田微區(qū)試驗(yàn)結(jié)果顯示,除As外,棚外菜地表層土壤中重金屬含量均高于棚內(nèi)。Zn和Cr含量高于土壤環(huán)境一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)但低于土壤污染限值,Cu、Pb、Cd、Hg和As等其它重金屬含量均低于土壤環(huán)境一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。棚外露天種植的蔬菜中重金屬平均含量普遍高于棚內(nèi)蔬菜,表明大氣干濕沉降對(duì)蔬菜中重金屬含量產(chǎn)生顯著影響。除Cu和As含量較低外,大田微區(qū)蔬菜中其它重金屬含量均高于蔬菜重金屬的污染限值。Pb、Hg和Cu隨著蔬菜的生長(zhǎng),在4種蔬菜的可食部分中均表現(xiàn)出較為穩(wěn)定的積累規(guī)律,其中Pb從蔬菜幼苗期到成熟期,積累量不斷降低,Hg的積累量則先增加后減少,Cu在整個(gè)生長(zhǎng)期的積累量總體不斷減少。其它幾種重金屬的含量在各蔬菜的生長(zhǎng)過(guò)程中均具有一定的差異。與蔬菜葉片中的重金屬相比,蔬菜根部對(duì)重金屬的積累規(guī)律不明顯。(3)浦東濕沉降模擬試驗(yàn)結(jié)果顯示,濕沉降后土壤中重金屬含量高于試驗(yàn)前,以Hg元素含量增加最為顯著。不同的濕沉降方式對(duì)各種葉菜不同部位重金屬的積累產(chǎn)生影響。在澆灌方式下,各蔬菜根部重金屬含量總體上大于地上可食部分中的重金屬,在噴灑方式下則剛好相反,各蔬菜地上可食部分中重金屬的含量總體大于地下根部的含量。噴灑條件下,各蔬菜可食部分中的Pb、Hg、Cu和As普遍高于澆灌條件下,尤其以Pb和Hg為主。澆灌方式下蔬菜根部各重金屬的積累量要高于噴灑方式。(4)濕沉降能夠促進(jìn)葉菜可食部分對(duì)多種重金屬(如Zn、Cu、Pb(?)口Hg)的積累,同時(shí)對(duì)可食部分中的其它重金屬(如Cd)也會(huì)產(chǎn)生一定的抑制作用。不同的pH值濕沉降對(duì)各種蔬菜可食部分積累重金屬產(chǎn)生不同的影響�？傮w上看,pH=4的濕沉降模擬條件下最有利于蔬菜可食部分中Pb和Hg的累積。pH=6.5的濕沉降模擬條件下則有利于蔬菜可食部分對(duì)Cr元素的累積。在正常雨水條件下(pH約為5.2),蔬菜可食部分中Zn和Cu的積累量較高。濕沉降能夠促進(jìn)葉菜根部對(duì)Pb、Cr和As這3中元素的積累,而對(duì)Zn和Hg等元素則表現(xiàn)為抑制作用。在正常雨水(pH約為5.2)條件下,4種蔬菜根部對(duì)Zn元素積累作用最為明顯；在pH=4的濕沉降模擬條件下,各蔬菜根部對(duì)Pb元素積累的促進(jìn)作用最強(qiáng)；在pH=6.5的濕沉降模擬條件下,各蔬菜根部對(duì)Cd和Hg的積累比較強(qiáng)。不同蔬菜對(duì)7種重金屬的富集系數(shù)按從大到小的順序總體表現(xiàn)為CdZnHgCuCrPbAs。(5)多元線性回歸分析結(jié)果顯示,葉菜可食部分中Pb和Hg這2種元素的Voutsa貢獻(xiàn)模型擬合度較高,可食部分中這2種元素與土壤和大氣濕沉降重金屬的線性關(guān)系較明顯,而且這2種元素的大氣濕沉降貢獻(xiàn)較大；葉菜根部中Cd和Hg這2種元素的多元線性回歸分析效果較好,比較適用于構(gòu)建Voutsa貢獻(xiàn)模型。其余各類蔬菜重金屬在濕沉降模擬條件下的多元線性回歸擬合結(jié)果較差,究其原因,一方面本研究只做了濕沉降,忽略了研究中干沉降的影響,另一方面是由氣-土-生系統(tǒng)的復(fù)雜性所致。(6)紫鳳路大田微區(qū)各土壤的Eri值均小于40,為低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平。RI的范圍為52.256～86.468,同樣處于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平。浦東新區(qū)濕沉降試驗(yàn)結(jié)束后各蔬菜地的Eri平均值仍然小于40,屬于低風(fēng)險(xiǎn)水平,RI的范圍為74.979～152.881,大于紫鳳路各蔬菜地,但總體上沒(méi)有超過(guò)150,潛在生態(tài)危害依然比較低。紫鳳路大田微區(qū)蔬菜可食部分中各重金屬的污染按照從大到小的順序排列依次為CrZnHgCdCuAsPb。其中Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As 6種元素的Pi值均小于1,為清潔水平。Cr元素的Pi值在0.248～1.192之間,平均值為0.851,總體上為清潔水平,但棚內(nèi)外青菜和莧菜的Pi值均超過(guò)1,為輕度污染。浦東濕沉降試驗(yàn)后蔬菜可食部分中各重金屬的污染按照從大到小的順序排列依次為CrZnHgCdPbCuAs。Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的Pi值均小于1,為清潔水平。Cr的Pi值在0.182～5.788之間,平均值為1.389,屬于輕度污染。P綜合在0.218～24.164之間,平均值為1.038,屬于輕度污染水平。
【關(guān)鍵詞】：上海市郊 大氣濕沉降 蔬菜 重金屬 污染特征
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X51;X53;X56
【目錄】：

• 摘要6-9
• ABSTRACT9-18
• 第一章 緒論18-28
• 1.1 研究背景與研究意義18-19
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展19-25
• 1.2.1 大氣干濕沉降中的重金屬污染水平19-21
• 1.2.2 大氣干濕沉降重金屬對(duì)土壤和蔬菜的污染效應(yīng)21-22
• 1.2.3 蔬菜中重金屬的遷移累積行為22-24
• 1.2.4 亟待解決的問(wèn)題和研究方向24-25
• 1.3 研究的總體思路和框架25-27
• 1.3.1 研究目標(biāo)25
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容25-26
• 1.3.3 技術(shù)路線26-27
• 1.4 特色與創(chuàng)新點(diǎn)27-28
• 第二章 研究區(qū)概況和研究方法28-36
• 2.1 研究區(qū)概況28-31
• 2.1.1 自然地理概況28
• 2.1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況28-29
• 2.1.3 農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r29-30
• 2.1.4 土壤和蔬菜概況30-31
• 2.2 樣品采集與前處理31-34
• 2.2.1 雨水樣品采集31
• 2.2.2 大田微區(qū)樣品采集31-32
• 2.2.3 大氣濕沉降模擬試驗(yàn)樣品采集32-33
• 2.2.4 樣品前處理33-34
• 2.3 樣品測(cè)試與分析34-36
• 2.3.1 樣品測(cè)試34-35
• 2.3.2 質(zhì)量控制35
• 2.3.3 數(shù)據(jù)處理與分析35-36
• 第三章 大氣濕沉降重金屬污染研究36-48
• 3.1 2015年上海市大氣PM_(2.5)與PM_(10)含量變化36-38
• 3.2 大氣濕沉降氣象因子研究38-40
• 3.3 大氣濕沉降中重金屬的含量40-45
• 3.3.1 濕沉降樣品的理化性質(zhì)40-41
• 3.3.2 閔行區(qū)濕沉降重金屬含量水平41-42
• 3.3.3 浦東新區(qū)濕沉降重金屬含量水平42-44
• 3.3.4 濕沉降重金屬影響因素分析44-45
• 3.4 大氣濕沉降中重金屬通量變化45-46
• 3.4.1 重金屬通量計(jì)算45
• 3.4.2 濕沉降重金屬通量變化45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第四章 上海市郊大田蔬菜對(duì)重金屬的累積特征48-64
• 4.1 農(nóng)田土壤的基本理化性質(zhì)48-49
• 4.2 農(nóng)田土壤中重金屬的含量水平49-51
• 4.3 農(nóng)田蔬菜中重金屬的含量水平51-56
• 4.3.1 蔬菜葉中重金屬的含量水平51-53
• 4.3.2 蔬菜根中重金屬的含量水平53-55
• 4.3.3 農(nóng)田蔬菜葉與根中重金屬的含量差異55-56
• 4.4 不同蔬菜對(duì)重金屬的動(dòng)態(tài)積累56-62
• 4.4.1 不同蔬菜可食部分重金屬的動(dòng)態(tài)累積特征57-58
• 4.4.2 不同蔬菜根部重金屬的動(dòng)態(tài)累積特征58-60
• 4.4.3 蔬菜累積重金屬的影響因素60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 第五章 大氣濕沉降重金屬對(duì)不同蔬菜的污染效應(yīng)64-88
• 5.1 濕沉降菜地土壤的基本理化性質(zhì)64-65
• 5.2 濕沉降菜地土壤的重金屬含量水平65-67
• 5.3 濕沉降下蔬菜中重金屬的含量水平67-77
• 5.3.1 不同灌溉形式下蔬菜重金屬含量水平比較67-71
• 5.3.2 不同pH值濕沉降條件下蔬菜重金屬含量水平比較71-76
• 5.3.3 蔬菜可食部分與根系中重金屬含量差異比較76-77
• 5.4 濕沉降下蔬菜可食部分對(duì)重金屬的富集77-82
• 5.4.1 不同pH濕沉降下青菜對(duì)重金屬的富集77-78
• 5.4.2 不同pH濕沉降下生菜對(duì)重金屬的富集78
• 5.4.3 不同pH濕沉降下菠菜對(duì)重金屬的富集78
• 5.4.4 不同pH濕沉降下莧菜對(duì)重金屬的富集78-80
• 5.4.5 濕沉降作用下蔬菜富集重金屬與土壤重金屬的相關(guān)分析80-82
• 5.5 濕沉降重金屬對(duì)蔬菜的污染貢獻(xiàn)模型82-86
• 5.5.1 濕沉降對(duì)青菜積累重金屬的貢獻(xiàn)82-83
• 5.5.2 濕沉降對(duì)生菜積累重金屬的貢獻(xiàn)83-84
• 5.5.3 濕沉降對(duì)菠菜積累重金屬的貢獻(xiàn)84-85
• 5.5.4 濕沉降對(duì)莧菜積累重金屬的貢獻(xiàn)85-86
• 5.6 本章小結(jié)86-88
• 第六章 土壤與蔬菜的重金屬污染評(píng)價(jià)88-96
• 6.1 菜地土壤的重金屬污染評(píng)價(jià)88-92
• 6.1.1 土壤重金屬污染的評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)88-89
• 6.1.2 土壤重金屬污染評(píng)價(jià)結(jié)果89-92
• 6.2 蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)92-95
• 6.2.1 蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)92
• 6.2.2 蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)結(jié)果92-95
• 6.3 本章小結(jié)95-96
• 第七章 結(jié)論與展望96-100
• 7.1 研究結(jié)論96-99
• 7.2 不足與展望99-100
• 參考文獻(xiàn)100-111
• 附錄111-112
• 后記112-113

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：251191