電子垃圾拆解區(qū)域十溴聯(lián)苯醚污染土壤的植物修復(fù)研究.pdf

1、目前，由不規(guī)范的電子拆解作業(yè)引發(fā)的區(qū)域環(huán)境污染問題已引起國家高度重視。其中，對(duì)溴代阻燃劑多溴聯(lián)苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers，PBDEs)引發(fā)的土壤污染問題的關(guān)注則是重中之重。開展典型電子拆解區(qū)域PBDEs污染土壤的修復(fù)研究顯得尤為迫切，對(duì)確保國家生態(tài)環(huán)境安全和保障人體健康具有重要意義。
　　 本論文選取溴代阻燃劑十溴聯(lián)苯醚(Decabromodiphenyl ether，BDE-209)為代

2、表，在開發(fā)土壤環(huán)境中BDE-209的優(yōu)化提取-凈化-分離的測(cè)定方法基礎(chǔ)上，考察了研究區(qū)域BDE-209的土壤污染狀況;基于瓊脂法，開展了系列梯度BDE-209污染脅迫下水稻幼苗的培養(yǎng)試驗(yàn)，篩選了BDE-209耐受水稻品種;同時(shí)采用根袋法，開展了利用不同植物修復(fù)BDE-209污染土壤的研究，并基于磷脂脂肪酸(PLFAs)等技術(shù)從根際微生物、酶及其一些土壤化學(xué)指標(biāo)變化的角度探討了利用植物修復(fù)BDE-209污染土壤的根際響應(yīng)機(jī)制，旨在為開發(fā)典

3、型電子垃圾拆解區(qū)域BDE-209污染土壤的植物修復(fù)方法提供理論和技術(shù)支撐。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)以BDE-209為目標(biāo)污染物，在優(yōu)化土壤樣品中殘留BDE-209的分析條件、對(duì)比不同凈化柱、洗脫劑等萃取條件對(duì)BDE-209凈化及回收效率的影響的基礎(chǔ)上，建立了基于超聲提取-固相萃取富集凈化-GC-μECD測(cè)定土壤中殘留BDE-209的分析方法，BDE-209平均回收率達(dá)到93.4％。在此基礎(chǔ)上，選擇了浙江典型電子拆解基地作

4、為研究區(qū)域，在臺(tái)州-溫嶺一帶，即溫嶺市溫嶠鎮(zhèn)桐山村、姆坑村、澤國鎮(zhèn)和路橋區(qū)峰江街道安溶村、玉露洋村等地采集了土壤樣品?；谝验_發(fā)建立的BDE-209土壤殘留分析方法，調(diào)查了BDE-209的土壤污染情況，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域內(nèi)BDE-209殘留介于49.9-1539.1μgkg-1之間，且以姆坑的土壤污染最為嚴(yán)重。
　　 (2)基于研究區(qū)域?qū)嵉卣{(diào)研結(jié)果，采集了研究區(qū)域內(nèi)BDE-209污染最為嚴(yán)重的姆坑村土壤作為盆栽土，采用當(dāng)?shù)刂饕参镂骱?/p>

5、蘆、高羊茅、紫云英、紫花苜蓿、黑麥草、水稻秀水134，以及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過瓊脂培養(yǎng)法從江浙一帶代表性的四種中晚稻品種中篩選出的BDE-209耐性水稻品種—黃華占共計(jì)7種植物品種，對(duì)BDE-209污染土壤進(jìn)行了修復(fù)研究。結(jié)果表明:在一個(gè)修復(fù)周期內(nèi)，無論是老化污染土還是新制備污染土中BDE-209的含量都有所降低，無論種植植物還是未種植植物的情況下，老化污染土組土壤中BDE-209的消減率都高于新制備污染土;不同植物對(duì)土壤中BDE-209的消減

6、作用在老化污染土和新制備污染土壤中也存在差異。在老化污染土中，各植物對(duì)土壤中BDE-209的消減率大小為:秀水134＞黑麥草＞黃華占＞西葫蘆＞高羊茅＞紫花苜蓿＞紫云英，其中在種植秀水134的土壤中BDE-209的消減率達(dá)到52.87％。在新制備污染土中，各植物對(duì)土壤中BDE-209的消減率大小為:紫花苜蓿、黑麥草＞黃華占＞秀水134＞紫云英＞高羊茅＞西葫蘆，其中在種植紫花苜蓿土壤中BDE-209的消減率達(dá)到28.29％。進(jìn)一步比較不同植

7、物根際對(duì)BDE-209消減的促進(jìn)作用發(fā)現(xiàn)，在老化污染土組中，以秀水134最佳;在新制備污染土組中，則以黑麥草最佳。
　　 (3)基于磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acids，PLFAs）技術(shù)，分析了不同農(nóng)藝管理措施下植物修復(fù)過程中根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的演變特征，結(jié)合對(duì)污染修復(fù)過程中關(guān)鍵土壤酶活性及碳、氮、鐵相關(guān)指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化的考察，探討了利用植物修復(fù)BDE-209污染土壤的根際響應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明，無論在老化污

8、染土或是新制備污染土中，與無植物的對(duì)照相比，不同植物根際土壤中總PLFAs及特征脂肪酸均增加，表明種植植物后促進(jìn)了根際微生物的生長。在此基礎(chǔ)上對(duì)不同植物根際土壤中PLFAs進(jìn)行PCA分析，發(fā)現(xiàn)PC1和PC2共同解釋了微生物群落結(jié)構(gòu)演替中52.6％的變異。同時(shí)通過BDE-209消減率與根際土壤PLFAs特征組分的相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn):在污染老化土中，BDE-209的消減率與放線菌和環(huán)丙基脂肪酸呈顯著負(fù)相關(guān)，與單不飽和脂肪酸呈顯著正相關(guān)(p

9、＜0.05);在新制備污染土中，細(xì)菌、革蘭氏陽性菌、單不飽和脂肪酸與BDE-209的總消減率呈顯著正相關(guān)(p＜0.05)。通過進(jìn)一步研究根際土壤中BDE-209的消減行為與土壤中過氧化氫酶、脫氫酶、溶解性有機(jī)碳(DOC)、鐵離子[Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)]、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮之間的內(nèi)在關(guān)系發(fā)現(xiàn):在污染老化土中，BDE-209的消減率與過氧化氫酶的含量呈顯著負(fù)相關(guān);與脫氫酶、DOC、Fe(Ⅱ)呈極顯著正相關(guān)，與銨態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān);在新制備污