【摘要】： 持久性有機污染物(POPS)在環(huán)境中的分布及其對人體健康和生態(tài)系統(tǒng)的影響已引起了全球性的關(guān)注。多環(huán)芳烴(PAHs)是一類環(huán)境中最為重要的致癌有機污染物。本論文主要以美國環(huán)保署(EPA)列為環(huán)境優(yōu)控污染物的16種PAHs為研究對象,探討其在江蘇省部分地區(qū)農(nóng)田土壤中的污染來源、污染程度及其生態(tài)風(fēng)險;從宏觀和微域2個方面研究PAHs在土壤剖面和土壤團聚體顆粒組中的分布,探討PAHs在土壤中的吸附和運移,結(jié)果有助于了解PAHs在農(nóng)田土壤中的歸宿與生態(tài)環(huán)境風(fēng)險。 1、江蘇省部分地區(qū)農(nóng)田土壤中16種PAHs的污染程度及來源。江蘇省興化市、吳江市、宜興市、南京市六合區(qū)的農(nóng)田表層土壤(0～15cm)中16種PAHs總量介于45.6-2286.8μg/kg。興化市、吳江市土壤中PAHs平均含量分別為1370.3、801.1μg/kg,污染嚴(yán)重;宜興市、南京市六合區(qū)兩地土壤中PAHs平均含量分別為210.8、126.7μg/kg,為輕微污染或無污染。根據(jù)多環(huán)芳烴環(huán)數(shù)相對豐度、菲(Phe)/蒽(Ant)、熒蒽(Fla)/芘(Pyr)比值和對4地的實際調(diào)查表明,研究地區(qū)PAHs污染源為多源污染,主要有機動車尾氣排放、煤燃燒、草和木材的燃燒、石油泄漏等。因此,農(nóng)田土壤由于污染來源廣泛,潛在環(huán)境風(fēng)險大。 2、PAHs在農(nóng)田土壤剖面中的縱向分布及其影響因素。分析了宜興市和南京市4個土壤剖面中16種PAHs的總量,發(fā)現(xiàn)PAHs總量在土壤剖面的縱向分布總體上是隨著土壤深度的加深而降低,在0-30cm土層中PAHs總含量下降劇烈,30cm以下土層中含量低且相對穩(wěn)定。多環(huán)芳烴的單一組分含量也隨土壤深度的加深而逐漸降低,在土壤剖面底層主要分布的是低環(huán)PAHs(≤3環(huán))。2環(huán)的萘和3環(huán)的菲在0-80cm土層中都有分布,4環(huán)的芘和5環(huán)的苯并[a]芘在犁底層以下含量較少甚至檢測不到。PAHs在農(nóng)田土壤剖面中的縱向分布與土壤有機質(zhì)的含量與性質(zhì)、PAHs的疏水性能及人為擾動土壤活動有很大的關(guān)系。 3、農(nóng)田土壤團聚體顆粒組中PAHs的分布及其環(huán)境意義。以黃泥土、青紫泥、白土等3種農(nóng)田水稻土為研究對象,測定了土壤團聚顆粒組中16種PAHs的含量。結(jié)果表明,供試水稻土不同粒徑團聚體顆粒組中PAHs含量分布存在差異,PAHs總含量以＜2μm粒徑的顆粒組最高,其次是200～2000μm粒徑的顆粒組,PAHs在這2個顆粒組有明顯富集現(xiàn)象(富集系數(shù)為1.25～3.92);而20～20μm和2～2μm粒徑的顆粒組中PAHs含量小于本土,呈現(xiàn)虧缺現(xiàn)象(富集系數(shù)為0.64～0.88)。水稻土這種PAHs的團聚體顆粒組分布格局其環(huán)境意義不同,200～200μm粒組中PAHs易重新進行分配,＜2μm粒徑的顆粒組中PAHs易在土-水和土-氣間發(fā)生遷移,具有一定的環(huán)境風(fēng)險。 不同粒徑團聚體顆粒組中PAHs的含量與其總有機碳(r=0.73,P＜0.01)、腐殖質(zhì)碳(r=0.81,P＜0.01)、胡敏酸碳(r=0.85,P＜0.01)都呈顯著相關(guān),說明不同粒徑團聚體顆粒組中有機碳含量控制和影響了PAHs在土壤中的吸附和分配。 4、農(nóng)田土壤中菲含量的動態(tài)變化。在水稻土黃泥土中添加0.4～3.2μg/g的菲進行培養(yǎng),土壤中菲含量隨著培養(yǎng)時間的延長而逐漸下降,其下降幅度隨著土壤中菲添加量的增加而迅速增大。培養(yǎng)56天后,菲添加濃度為3.2和1.6μg/g的土壤中菲含量下降最快,分別下降了77.0%和65.0%,菲添加濃度為0.8和024μg/g的分別下降了48.3%和25.0%,下降幅度相對較小。這可能是因為添加到土壤中的菲濃度越大,被土壤微生物降解和土壤固定吸附的菲也越多。 5、農(nóng)田土壤中菲污染對土壤酶活性和微生物多樣性的影響。在土壤中添加菲進行培養(yǎng)實驗的條件下,研究了土壤中酶活性變化及其與菲污染量之間的關(guān)系。結(jié)果顯示,黃泥土中添加菲對土壤脲酶和磷酸酶活性有影響。在1-7天內(nèi)菲對土壤脲酶活性有抑制作用,與對照相比,添加濃度超過3.2μg/g時抑制作用顯著;菲對土壤磷酸酶活性在1-28天內(nèi)有激活作用,當(dāng)添加濃度超過1.6μg/g時,土壤磷酸酶活性與對照存在顯著差異。在培養(yǎng)的56天中,不同處理的菲污染對過氧化氫酶的活性沒有影響。因此,磷酸酶和脲酶都可以作為菲污染土壤的生態(tài)毒理指標(biāo),敏感診斷期為1-7天,磷酸酶比脲酶更敏感。 采用PCR-DGGE分子生物技術(shù)對菲含量不同(0.05～1.60μg/g)的水稻土中微生物多樣性進行研究,發(fā)現(xiàn)土壤在小于1.60μg/g菲污染水平下,沒有影響土壤微生物多樣性,但在菲污染的土壤中,出現(xiàn)了特有的微生物種,這些特有微生物可能具有降解菲的能力。
【圖文】：

3.5.1老化機理PAHs在土壤中發(fā)生老化的機理有很多種，被廣泛接受的是有兩點:(1)土壤有機質(zhì)的吸附作用;(2)有機污染物緩慢進入土壤小孔隙中。如圖1一1·所示。圖1一L有機污染物老化機理示意圖(引自Alexander只000)Fig.1一 1.Possiblemeehanismsofaldrinagedin5011(AdaptedftomAlexander，2000)Pignatrll。(1996)和xing(2001)把土壤有機質(zhì)看作一個雙模式模型吸附劑，

2結(jié)果分析2.1不同地區(qū)PAHs含量比較圖2一1和表2一3給出了四個地區(qū)16種PAHs的含量范圍、平均含量和標(biāo)準(zhǔn)差。從表2一3的數(shù)據(jù)可以看出，四個地區(qū)土壤中PAHS的單一組分含量不盡相同。大部分土壤樣品中的危、二氫危、二苯并(a，h)蔥由于含量較低，沒有檢測到。四種土壤中菲所占的比例都較高，興化和吳江土壤中菲的含量分別高達16種PAHs總量的49.4%和44.0%，宜興和南京六合區(qū)土壤中菲所占的百分比分別達圖2一1江蘇省部分地區(qū)農(nóng)田土壤中PAHs含量Fig.2一 1ContenisofPAHsin5011offarmlandindifferentareaofjiangsuProvinee到18.5%、17.7%。在興化土壤中含量較高的還有4環(huán)的熒蔥、花、苯并(a)蔥和2環(huán)的蔡，這4種RAHs之和平均占到土壤藝PAHs的 41.8%;吳江土壤中2環(huán)的蔡、3環(huán)的菊和4環(huán)的熒蔥、花之和占16種PAHs總量的352%;宜興市土壤中5環(huán)的苯并[a]花、苯并「b]熒蔥和6環(huán)的苯并[g，， h
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：X53

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10 劉珊W

本文編號：2642040