本文關(guān)鍵詞： 五氯酚 可提取態(tài) 結(jié)合殘留態(tài) 腐殖酸 根際 商通量測序 土壤微生物　出處：《浙江大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)作為作殺菌劑、除草劑、除蟲劑以及木材防腐劑等,在世界范圍內(nèi)廣泛使用,在我國,PCP還被長期用于消滅稻田內(nèi)寄生血吸蟲的宿主釘螺。PCP對生物體具有廣譜毒性和致突變性,被列為環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測的持久性有機污染物之一。雖然多個國家已禁止或限制使用PCP,但在土壤環(huán)境中依然能檢測出微量的PCP,這對農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)以及人類健康均會造成一定的威脅。因此,本文對PCP在我國地帶性土壤中的降解規(guī)律,可提取態(tài)和結(jié)合態(tài)殘留的特征以及與土壤性質(zhì)的關(guān)系,黑麥草根際環(huán)境PCP殘留的形態(tài)特征以及與微生物間的相互關(guān)系等展開了研究,為評估其環(huán)境危害、潛在的生態(tài)安全性以及為有機污染土壤的植物修復(fù)提供基礎(chǔ)依據(jù)。取得的主要結(jié)果如下:(1)建立了渦旋輔助-液液萃取-氣相色譜法測定土壤中水和甲醇提取態(tài)PCP的方法。對PCP水提取態(tài)測定過程中的渦旋轉(zhuǎn)速、液液體積比、衍生化溶液與萃取劑的體積比等條件進行了優(yōu)化,得出:當渦旋轉(zhuǎn)速為2000r/min時PCP回收率最高,可達97.4%,重復(fù)性較好;當衍生化溶液與萃取劑的體積比為10:4時PCP回收率為103%,RSD為0.7%;該方法對PCP提取測定的標準曲線線性范圍較寬,1.25～4000μg/L(R~2= 0.9999),方法檢出限在0.02μg/L以下,適合于痕量及微量PCP的分析。與傳統(tǒng)液液萃取和固相萃取相比,本方法有機溶劑消耗量低、操作步驟少,且對PCP有較高的回收率,可達96.8%。通過4種不同類型土壤驗證,在1和10 mg/kg PCP污染條件下,總回收率分別達到89.5%～98.9%和88.7%～98.4%,說明本方法可滿足不同類型土壤中不同濃度范圍的水和甲醇可提態(tài)PCP的提取和測定要求。(2)解析了~(14)C-PCP在我國13種不同類型土壤中的礦化、殘留動態(tài)規(guī)律以及與土壤性質(zhì)的關(guān)系。~(14)C-PCP在土壤中的礦化速率差異巨大,前期快速,后期緩慢,在培養(yǎng)第210 d,總礦化率在6.40%到54.6%之間;最大礦化率與土壤微生物生物量碳、土壤pH值呈顯著正相關(guān)性,而與土壤比表面積、土壤孔隙度、土壤粘粒含量等呈顯著負相關(guān)。土壤中水、水+甲醇(1:1)混合溶液提取態(tài)~(14)C-PCP消減較快,而甲醇提取態(tài)~(14)C-PCP殘留率則呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢;土壤中的結(jié)合殘留態(tài)~(14)C-PCP表現(xiàn)出一直增加的趨勢,到培養(yǎng)第210 d的時候,占到了總添加量的39.8%～87.5%。逐步回歸分析得出,土壤pH值和微生物生物量碳含量是影響PCP在土壤中結(jié)合態(tài)殘留的主要因素,而土壤pH值、有機質(zhì)含量、腐殖物質(zhì)中富里酸含量、胡敏素含量、土壤比表面積、土壤孔隙等因素是影響PCP在土壤中降解和殘留的主要因素。邏輯斯諦模型相比一級動力學模型能更好地模擬不同土壤中~(14)C-PCP的消減行為和殘留半衰期,經(jīng)計算,土壤中可提取態(tài)和總殘留態(tài)的半衰期分別為7.1～111.8d、長達數(shù)百天到數(shù)十年之久,其在土壤中的穩(wěn)定性和生態(tài)安全性應(yīng)引起更大的關(guān)注。(3)揭示了土壤腐殖物質(zhì)中~(14)C-PCP結(jié)合殘留態(tài)的分布規(guī)律和動態(tài)變化特征。結(jié)果顯示,~(14)C-PCP結(jié)合殘留態(tài)在富里酸和胡敏酸中表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢,而在胡敏素中不斷累積,殘留量為胡敏素富里酸胡敏酸。逐步回歸分析發(fā)現(xiàn),~(14)C-PCP在富里酸中的殘留主要由土壤pH值、有機質(zhì)含量及田間持水量決定;在胡敏酸中的殘留由胡敏素、粘粒含量及金屬氧化物無定形鐵決定;胡敏素中的殘留由土壤有機質(zhì)含量、土壤顆粒比表面積及田間持水量等因素決定。~(14)C-PCP結(jié)合殘留態(tài)在胡敏素中的累積趨勢符合微生物降解有機污染物質(zhì)的Components模型,隨著“老化”時間的延長,生物和化學活性最低的胡敏素中PCP結(jié)合殘留態(tài)增加,為其進一步降解帶來困難。(4)研究了~(13)C-PCP在黑麥草根際和非根際土壤中的殘留、歸趨及其對土壤細菌組成的影響。黑麥草根際顯著促進了PCP污染土壤的修復(fù),修復(fù)作用包括"活化"和"固定"兩部分。根際環(huán)境中~(13)C-PCP的可提取殘留態(tài)(水提取態(tài)和甲醇可提取態(tài))以及總殘留態(tài)都顯著的低于非根際土壤,~(13)C-PCP在根際的消減率達91%以上,而非根際中僅為30%;然而活性較低的結(jié)合殘留態(tài)PCP在根際土壤中高于非根際土壤,可見根際既促進了PCP的降解也增加了其形成更穩(wěn)定的結(jié)合殘留態(tài)。施肥處理,增加了水可提取態(tài)的消減,對甲醇可提取態(tài)和結(jié)合殘留態(tài)的影響不顯著。通過高通量測序技術(shù)進一步得出,PCP脅迫引起了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的改變,而植物和施肥措施可緩解這種脅迫。PCP污染土壤中,耐受菌相對豐度增大;而在黑麥草根際環(huán)境中,一些污染物降解菌的相對豐度顯著增大;微生物群落結(jié)構(gòu)的改變,也影響到可提取態(tài)和結(jié)合殘留態(tài)的分布差異。
[Abstract]:Pentachlorophenol ( PCP ) is widely used as bactericide , herbicide , pesticide and wood preservative . In China , PCP has been widely used in the world . The results are as follows : ( 1 ) There is a high recovery rate of PCP in soil environment , which can reach 97.4 % and RSD 0.7 % . ( 14 ) C - PCP showed a significant negative correlation with soil microbial biomass carbon and soil pH value . The results showed that the residual stress of ~ ( 14 ) C - PCP in the rhizosphere and non - rhizosphere soil was higher than that of non - rhizosphere soil . The residual content of ~ ( 13 ) C - PCP in rhizosphere soil was higher than that of non - rhizosphere soil . The residual of ~ ( 13 ) C - PCP in rhizosphere soil was higher than that of non - rhizosphere soil .

【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S481.8;S154.3

【參考文獻】

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本文編號：1492985