水稻秸桿煙霧灰分對蔬菜生長和品質(zhì)及體內(nèi)多環(huán)芳烴含量影響的研究.pdf

1、水稻秸稈是最主要的農(nóng)作物秸稈之一，焚燒農(nóng)作物秸稈會產(chǎn)生煙霧和灰分。通過焚燒農(nóng)作物秸稈獲取草木灰作為農(nóng)家肥進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式。至今，我國許多農(nóng)村地區(qū)還保留著這種傳統(tǒng)生產(chǎn)的方式。焚燒農(nóng)作物秸稈的現(xiàn)象在我國廣大農(nóng)村地區(qū)依然普遍存在;露天焚燒農(nóng)作物秸稈所產(chǎn)生的煙霧等污染物是多環(huán)芳烴(PAHs)的主要來源之一，由于PAHs對環(huán)境和人體造成的危害極大而引起世人對它的關(guān)注。本文對用焚燒水稻秸稈產(chǎn)生的煙霧和灰分中的PAHs種類及含量

2、和亞硝酸鹽含量進(jìn)行分析，研究了水稻秸稈煙霧及其煙霧溶解液和稻草灰對蔬菜生長和品質(zhì)及蔬菜體內(nèi)PAHs種類及含量的影響，并初步探討了幾種中草藥對用煙霧溶解液制成的人工模擬酸雨酸度的中和作用和對土壤中PAHs凈化作用的效果。主要研究結(jié)果如下：
　　 ⑴將焚燒水稻秸稈產(chǎn)生的煙霧溶解于蒸餾水中，制成煙霧溶解液，煙霧溶解液呈酸性，其酸度隨煙霧含量的增加而增強(qiáng)。煙霧溶解液和稻草灰中均含有萘、苊烯、菲、芴、苊、蒽、熒蒽、芘、苯并(a)蒽、屈、苯

3、并(b)熒蒽、苯并(k)熒蒽、苯并(a)芘、茚并(1，2，3-c，d)芘及苯并(g，h，i)二萘嵌苯等15種PAHs，且稻草灰中還含有亞硝酸鹽（以NaNO2計(jì)），含量為13.9 mg/kg。煙霧溶解液中多數(shù)PAHs揮發(fā)或降解速度較快，尤其是苯并(b)熒蒽、苯并(k)熒蒽、茚并(1，2，3-c，d)芘及苯并(g，h，i)二萘嵌苯等4種PAHs的揮發(fā)或降解速度特別快。
　　 ⑵在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究了焚燒水稻秸稈產(chǎn)生的煙霧的不同的熏蒸

4、時(shí)間(0、2、4、6、8 h/d)對豌豆芽生長、品質(zhì)及其體內(nèi)PAHs種類及含量的影響。結(jié)果表明:所有煙霧熏蒸的豌豆芽的株高均顯著矮于CK，表明煙霧熏蒸明顯抑制豌豆芽的伸長生長。煙霧熏蒸處理對豌豆芽的單株重沒有明顯的影響;所有煙霧熏蒸時(shí)間處理的豌豆芽體內(nèi)的總糖和蛋白質(zhì)含量均比CK的高，表明在一定的煙霧熏蒸時(shí)間內(nèi)，煙霧熏蒸在一定程度上能提高豌豆芽體內(nèi)的總糖和蛋白質(zhì)的含量。豌豆芽體內(nèi)粗脂肪含量隨著煙霧熏蒸時(shí)間的增加而呈減少的趨勢;所有煙霧熏蒸

5、處理對豌豆芽粗纖維含量沒有明顯的影響;較短時(shí)間(2、4、6 h/d)的煙霧熏蒸有利于豌豆芽體內(nèi)可溶性固形物含量的提高，較長時(shí)間(8 h/d)的煙霧熏蒸則抑制豌豆芽體內(nèi)可溶性固形物的形成。所有煙霧熏蒸處理的豌豆芽中，都檢測到15種PAHs，而在CK中只檢測到7種PAHs的存在，豌豆芽體內(nèi)的PAHs總含量和平均PAHs含量隨煙霧熏蒸時(shí)間的增加呈增加的趨勢，表明在煙霧熏蒸脅迫下，有利于豌豆芽對PAHs的吸收，最終導(dǎo)致豌豆芽內(nèi)PAHs的積累，造

6、成豌豆芽PAHs污染。
　　 ⑶在實(shí)驗(yàn)室和盆栽試驗(yàn)條件下，研究稻草灰不同施用量對綠豆芽(2、4、6、8g/盤)和菜心（90、180、270、360g/盆）生長、品質(zhì)及其體內(nèi)PAHs種類及含量的影響。結(jié)果表明:稻草灰施用量能在一定程度上促進(jìn)綠豆芽的伸長生長，而抑制其增粗生長。隨著稻草灰施用量的增大，一定程度上抑制了綠豆芽體內(nèi)總糖的合成。在稻草灰處理的綠豆芽體內(nèi)共檢測出11種PAHs。稻草灰處理能使綠豆芽體內(nèi)的菲、芴、苊、蒽、熒蒽、

7、芘、苯并(a)蒽及屈等含量顯著增加，使綠豆芽受到PAHs的污染。稻草灰施用量對綠豆芽體內(nèi)PAHs的總量有顯著的影響，當(dāng)?shù)静莼沂┯昧繛?g/盤時(shí)，綠豆芽吸收的PAHs總量最高(37.77μg/kg)，而隨著稻草灰施用量的增加，綠豆芽體內(nèi)的PAHs總含量逐漸減少，但仍顯著高于CK;稻草灰施用量一定程度上促進(jìn)菜心的伸長生長，而抑制其增粗生長;隨著稻草灰施用量的增大，一定程度上抑制了菜心體內(nèi)總糖的合成。在稻草灰處理的菜心體內(nèi)共檢測出12種PAH

8、s。稻草灰施用量對菜心體內(nèi)PAHs的總含量有明顯的影響，隨著稻草灰施用量增加，菜心體內(nèi)PAHs的總含量先升后降，當(dāng)?shù)静莼沂┯昧繛?60g/盆時(shí)，菜心體內(nèi)PAHs的總含量僅為3.22μg/kg，明顯低于CK（18.34μg/kg）。以上研究結(jié)果表明當(dāng)土壤中的PAHs的總含量增大到一定限度時(shí)，反而阻礙了菜心對PAHs的吸收。
　　 ⑷在實(shí)驗(yàn)室和盆栽試驗(yàn)條件下，研究水稻秸稈煙霧溶解液濃度對綠豆芽和菜心生長、品質(zhì)及其體內(nèi)PAHs種類及含

9、量的影響。結(jié)果表明:煙霧溶解液濃度對綠豆芽的生長沒有顯著影響。當(dāng)用煙霧溶解液原液處理時(shí)，菜心單株重、根重及根冠比與CK呈顯著性差異，煙霧溶解液濃度對菜心的莖徑和株高無明顯影響。所有煙霧溶解液濃度處理的綠豆芽的粗脂肪含量均比CK的高;煙霧溶解液不同濃度能一定程度地增加綠豆芽體內(nèi)的粗纖維含量。煙霧溶解液濃度對綠豆芽的蛋白質(zhì)和可溶性固形物等含量無顯著影響;煙霧溶解液濃度對綠豆芽體內(nèi)PAHs的總含量有顯著影響，其中以2倍稀釋液處理時(shí)，綠豆芽體內(nèi)

10、的PAHs總含量最高（5.96μg/kg）。煙霧溶解液濃度一定程度上抑制菜心體內(nèi)總糖和粗脂肪的合成，煙霧溶解液不同濃度處理的菜心對各種PAHs的吸收量無明顯規(guī)律。
　　 ⑸在實(shí)驗(yàn)室條件下，探討了中草藥對用煙霧溶解液制成的人工模擬酸雨的酸度中和作用和對土壤中PAHs凈化作用的效果。對人工模擬酸雨酸度中和作用的試驗(yàn)表明，大青葉煎煮液對人工模擬酸雨的酸度有很好的中和作用，其處理從第0d開始，pH值(6.5)就明顯高于CK的pH值(5.

11、2)，第4d時(shí)的pH值為7.1，達(dá)到中性水平，隨后逐漸變成弱堿性，第8d到第40 d，pH值均維持在7.8左右的弱堿性水平;板藍(lán)根煎煮液對人工模擬酸雨的酸度不但沒有中和作用，反而加劇了人工模擬酸雨的酸化，處理過后pH值反而降低，從第0d到第6d，pH值由4.6降到4.1;甘草煎煮液對人工模擬酸雨酸度的中和作用較板藍(lán)根煎煮液的強(qiáng)，但比大青葉煎煮液的弱，且需要較長時(shí)間，效果緩慢，處理后40 d，pH值才上升到中性狀態(tài)。研究結(jié)果表明大青葉煎煮

12、液能有效中和人工模擬酸雨的酸度，并在短時(shí)間內(nèi)使人工模擬酸雨達(dá)到弱堿性狀態(tài)，是改良和治理酸性土壤的途徑之一。
　　 ⑹對土壤中PAHs凈化作用的試驗(yàn)結(jié)果表明，在金銀花煎煮液處理的土壤中，在被檢測到的16種PAHs含量中，有11種PAHs均低于CK的含量，這11種PAHs總含量和平均PAHs含量都低于CK，且差異顯著，16種PAHs總含量和平均PAHs含量比CK的低，但差異不顯著;在丁香煎煮液處理的土壤中，在被檢測到的15種PAHs

13、中，有7種PAHs含量明顯低于CK，這7種PAHs總含量和平均PAHs含量都比CK的低，且差異顯著，16種PAHs總含量和平均PAHs含量比CK的低，但差異不顯著。在蒸餾水浸泡處理的土壤中，除3種PAHs的含量低于CK外，其余13種PAHs的含量均等于或高于CK的含量，PAHs總含量和平均PAHs含量均高于CK。研究結(jié)果表明，金銀花和丁香的煎煮液對土壤中的PAHs有明顯的降解和凈化作用，而蒸餾水的作用效果則不明顯。本研究首次開展了利用中