植物根系吸收疏水性有機(jī)污染物的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建：以多環(huán)芳烴為例.pdf

1、多環(huán)芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs）是一類具有強(qiáng)“三致”效應(yīng)的疏水性的有機(jī)污染物。PAHs的植物吸收及污染土壤的修復(fù)已成為環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。利用數(shù)學(xué)語言構(gòu)建植物吸收模型可以有效預(yù)測有機(jī)污染物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和準(zhǔn)確評價(jià)農(nóng)作物的污染風(fēng)險(xiǎn)，但迄今還未見包含主動過程的植物吸收有機(jī)污染物的預(yù)測模型。為此，本文在已有研究的基礎(chǔ)上，引入主動吸收過程，利用微分方程建立了包含主動吸收的機(jī)制型動態(tài)預(yù)測模型;通過

2、實(shí)驗(yàn)探討了主動吸收動力學(xué)參數(shù)的影響因子;運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件確立了小麥吸收菲的主動吸收系數(shù)并對模型預(yù)測結(jié)果進(jìn)行了全面的分析;最后初步應(yīng)用模型預(yù)測了大蒜根系菲的吸收過程。論文取得的主要結(jié)果如下:
　　(1)基于植物根系對有機(jī)污染物的主、被動吸收，同時(shí)考慮有機(jī)污染物向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)、植物的生長和代謝稀釋過程，建立了疏水性有機(jī)污染物植物根系吸收的機(jī)制型模型。模型分析表明，植物種類、污染物種類和外界環(huán)境是影響植物吸收有機(jī)污染物的三大主要因素。

3、>　　(2)水培試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度、pH、苗齡可以影響模型主動吸收參數(shù)。在15～30℃范圍內(nèi)，小麥根系菲吸收的Km（米氏常數(shù)）、Vmax（最大吸收速率）隨著溫度的升高而變大;在pH=3.00時(shí)，Km值最小，在pH=5.50時(shí)，Vmax最大;7d苗齡的小麥根系動力學(xué)參數(shù)最大。而地上部分對根系動力學(xué)參數(shù)影響不顯著。
　　(3)對模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到小麥根系吸收菲的主動系數(shù)約為0.68。對比發(fā)現(xiàn)，1stOpt數(shù)據(jù)擬合過程中的運(yùn)算性能優(yōu)

4、于MATLAB;新模型預(yù)測結(jié)果明顯優(yōu)于Trapp的動態(tài)模型。在MATLAB中改變設(shè)置時(shí)間t，可以得到小麥根系菲濃度在更長時(shí)間的變化情況。MATLAB的運(yùn)算結(jié)果表明，在一次菲處理40h左右小麥根系菲濃度達(dá)到最大值，此后根系濃度會持續(xù)降低。
　　(4)新模型預(yù)測大蒜根系吸收菲的結(jié)果要小于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但趨勢相同且在同一數(shù)量級，已達(dá)到預(yù)期效果，但還有待進(jìn)一步完善。
　　因此，所建立的機(jī)制模型能夠進(jìn)行植物根系疏水性有機(jī)污染物吸收過程的預(yù)