萘、苯并(a)芘污染土壤的植物修復(fù)研究.pdf

1、多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是指具有兩個(gè)或兩個(gè)以上苯的一類有機(jī)化合物,是環(huán)境中普遍存在的持久性有機(jī)污染物,主要源于火山噴發(fā)、森林火災(zāi)等自然過程及石油化工、燃煤等人類活動(dòng)。因多數(shù)PAHs都具有較強(qiáng)的“三致”效應(yīng),威脅著土壤的生態(tài)安全和人類健康,修復(fù)土壤PAHs污染已成為環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。
　　 植物修技術(shù)具有投資少、費(fèi)用低的特點(diǎn),發(fā)展?jié)摿薮?。本文采用盆栽試?yàn)法,選用

2、萘、苯并(a)芘為PAHs代表物,系統(tǒng)研究不同土壤.植物系統(tǒng)對(duì)PAHs的吸收富集、修復(fù)、去除的種間差異,明確植物對(duì)土壤中PAHs的吸收積累作用；對(duì)比分析各種生物、非生物因子在PAHs去除過程中的作用,揭示植物修復(fù)機(jī)制。探討單種、混種栽培模式對(duì)PAHs污染的修復(fù)特征,為生產(chǎn)和科研提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　 (1)植物修復(fù)PAHs污染土壤的種間差異
　　 取用狗牙根(Cynodon dactylon L.)、黑麥草(

3、Lolium multiflorum Lam)、細(xì)羊茅(Festucarubra)、結(jié)縷草(Zoysia japonica Steud)、地毯草(Axonopus affinis)等5種豫北地區(qū)常見鄉(xiāng)土植物,采用盆栽試驗(yàn)法對(duì)土壤中萘、苯并(a)芘污染的修復(fù)作用進(jìn)行研究。結(jié)果顯示:0～300mg·kg-1范圍內(nèi),植物能不同程度地去除促進(jìn)土壤中萘、苯并(a)芘,但效果在種間差異很大:55d后,地毯草、細(xì)羊茅等植物對(duì)土壤中PAHs污染的去除效

4、果較好,特別是細(xì)羊茅對(duì)土壤中萘和苯并(a)芘的去除率分別達(dá)到了57.62～86.77％和48.17～77.41％。植物修復(fù)土壤萘和苯并(a)芘的效率與植物生物量關(guān)系不大。隨著土壤中PAHs添加濃度的升高,植物組織中PAHs含量逐漸增大,但對(duì)PAHs污染物的富集系數(shù)卻逐漸減小,相同污染水平下,根系PAHs含量、富集系數(shù)遠(yuǎn)大于莖和葉。PAHs在根系富集系數(shù)與根部脂肪含量顯著正相關(guān),但與根部含水量的相關(guān)性不顯著；相同條件下,植物根部的苯并(a

5、)芘含量、對(duì)苯并(a)芘的富集系數(shù)均大于萘。
　　 (2)土壤-植物(細(xì)羊茅)系統(tǒng)對(duì)PAHs污染土壤的修復(fù)作用及機(jī)制
　　 以細(xì)羊茅為試驗(yàn)材料,研究了植物修復(fù)萘、苯并(a)芘污染的去除效果,結(jié)果顯示,試驗(yàn)濃度范圍內(nèi),種植細(xì)羊茅能有效修復(fù)土壤中萘、苯并(a)芘污染。細(xì)羊茅能吸收、富集部分PAHs,植物組織中PAHs含量隨添加濃度的升高而增大,且根部大于莖葉部、苯并(a)芘大于萘,但生物濃縮系數(shù)卻系逐漸減小。55d后,細(xì)羊茅

6、.微生物系統(tǒng)中萘、苯并(a)芘去除率分別為50.72～83.17％、44.34～77.42％；比對(duì)照組高出46.40％、43.53％。修復(fù)過程中,植物吸收積累不是植物促進(jìn)土壤中萘和苯并(a)芘降解的主要因?yàn)?非生物因子、植物吸收積累、微生物降解對(duì)萘的去除率分別為4.98％、0.017％、18.77％,對(duì)苯并(a)芘的去除率分別為2.51％、0.11％、15.55％；植物-微生物交互作用對(duì)萘、苯并(a)芘的去除率分別為61.53％、56.

7、275％。說明植物-微生物交互作用是細(xì)羊茅修復(fù)萘、苯并(a)芘污染的主要途徑。
　　 (3)種植模式(單種、混種)對(duì)PAHs污染土壤修復(fù)作用的影響
　　 以黑麥草、地毯草兩種植物為試驗(yàn)材料,研究了植物在單種、混種模式下對(duì)PAHs的去除效果、修復(fù)行為。結(jié)果顯示,在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi),黑麥草、地毯草能夠在萘、苯并(a)芘污染土壤中正常生長(zhǎng),污染水平、栽培模式差異對(duì)植物生長(zhǎng)影響較小。黑麥草、地毯草聯(lián)合種植55d后,土壤中萘、苯并(

8、a)芘平均去除率為74.69％、68.16％,分別比單獨(dú)種植時(shí)高出43.92％、46.97％和4.67％、16.32％,聯(lián)合效應(yīng)顯著。植物本身能吸收與累積一定量的PAHs,累積量與土壤中萘、苯并(a)芘的添加濃度正相關(guān)。相同污染水平下,莖葉部積累量低于根部、萘小于苯并(a)芘、混種模式低于單種模式。在植物-微生物系統(tǒng)中,微生物降解、植物-微生物聯(lián)合效應(yīng)是萘、苯并(a)芘去除的主要途徑,但植物.微生物聯(lián)合效應(yīng)是混種模式下強(qiáng)化修復(fù)PAHs污