污染土壤中PAHs的生物可利用性和毒性評價.pdf

1、人類活動排放到環(huán)境中的眾多污染物中，多環(huán)芳烴( Polycyclic AromaticHydrocarbons，PAHs)是最危險的污染物之一。PAHs屬于典型的持久性有機污染物( Persistent Organic Pollutants，POPs)，廣泛分布于全世界的土壤、水、大氣等環(huán)境中。PAHs具有高毒性和致癌性，除了直接接觸進入人體，PAHs還可在土壤等環(huán)境中長期持留作用，危害環(huán)境與人體健康。因此，土壤中PAHs污染是主要的一

2、類環(huán)境問題。陸地生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和復雜性導致其生態(tài)毒理評價存在很多困難。已經證明，土壤中PAHs的生物暴露風險與其生物有效提取部分直接相關，而采用傳統(tǒng)總量的評價方法是不恰當的。因此，急需發(fā)展準確、敏感、快速的化學、生物方法來有效評價土壤中PAHs的生物有效性。本研究的目標是綜合采用化學、生物方法，對土壤中兩種典型的多環(huán)芳烴類污染物菲和芘的生物有效性與生態(tài)毒性進行評價。主要結果如下： 1.為了尋找一種預測土壤中三環(huán)PAHs菲的生物

3、有效性的快速有效的化學提取方法，本研究以菲的蚯蚓蓄積試驗作為對照，使用了多種化學試劑提取法(溫和β環(huán)糊精提取、溫和有機溶劑提取、索氏提取)對不同濃度添加菲的150天老化土壤進行了提取試驗。結果表明，老化顯著影響了土壤中菲的蚯蚓累積率與化學提取率。相關分析表明，與溫和有機溶劑提取相比，溫和β環(huán)糊精提取是一種更好預測土壤中菲生物有效性的方法。對于老化與未老化土壤，溫和甲醇提取與溫和β環(huán)糊精提取有著接近的提取率。因此，溫和甲醇提取也可對PAH

4、s污染土壤進行風險評價。 2.采用上述類似方法研究了土壤中四環(huán)PAHs芘的生物有效性評價方法，采用了三個老化時間(69，150，222天)和更多種有機溶劑。結果表明，低濃度芘污染條件下，老化對土壤中芘的蚯蚓富集無顯著影響；在高濃度污染條件下，老化對芘的蚯蚓富集量影響顯著。老化顯著影響了芘的化學提取性。相關分析發(fā)現溫和β環(huán)糊精提取可以比較準確預測土壤中芘的生物有效性；絕大部分溫和有機溶劑提取可以作為耗竭式提取的替代方法，因此會高估

5、風險，不適合作為土壤中芘的生物有效性的評價方法。 3.為了提高生態(tài)毒性評估的準確性，我們使用了成組生態(tài)毒性測試方法(單細胞凝膠電泳實驗，即彗星實驗；蚯蚓存活率實驗：蚯蚓體重減輕實驗以及發(fā)光菌發(fā)光度抑制實驗)來評價PAHs老化69天土壤的生態(tài)毒性。在遺傳毒性評價中，蚯蚓細胞的DNA損傷與土壤中芘水平有很好的相關性，如尾矩與土壤芘水平相關(r2=0.99)。在急性毒性評價中，發(fā)光菌廣度抑制是PAHs毒性最敏感的指標。各項指標對菲和芘

6、急性毒性的敏感性由低到高排列為：蚯蚓體重濕重減輕率＜蚯蚓體重干重減輕率＜蚯蚓死亡率(14天)＜蚯蚓死亡率(28天)＜發(fā)光菌發(fā)光抑制率(15分鐘)＜發(fā)光菌發(fā)光抑制率(5分鐘)。在本研究中，綜合性的不同營養(yǎng)級的生物檢測指標可以比單一的化學指標更準確地反應土壤的的生態(tài)健康水平，可與傳統(tǒng)化學濃度方法相結合來評價土壤中多環(huán)芳烴的生物有效性。 4.采用兩種大麥(CM-72 cv.和Gairdner cv.)與白菜(Brassica rapa

7、)的成組植物檢測方法(種子發(fā)芽試驗，根-莖生長抑制試驗以及生物量測試)對土壤中菲與芘污染進行了植物毒性測試。實驗采用老化69天的菲污染土壤(添加濃度為0.95、6.29、58.7和303μg g-1)與芘污染土壤(添加濃度為1.04、8.99、72.6和399μg g-1)為對象。結果表明，菲和芘污染土壤對各受試植物種子發(fā)芽率無顯著影響；在高濃度的污染土壤(菲添加濃度為6.29、58.7和303μg g-1；芘添加濃度為8.99、72.