萘、苯并(a)芘污染土壤的植物修復研究.pdf

1、多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是指具有兩個或兩個以上苯的一類有機化合物,是環(huán)境中普遍存在的持久性有機污染物,主要源于火山噴發(fā)、森林火災等自然過程及石油化工、燃煤等人類活動。因多數PAHs都具有較強的“三致”效應,威脅著土壤的生態(tài)安全和人類健康,修復土壤PAHs污染已成為環(huán)境領域研究的熱點問題。
　　 植物修技術具有投資少、費用低的特點,發(fā)展?jié)摿薮蟆１疚牟捎门柙栽囼灧?選用

2、萘、苯并(a)芘為PAHs代表物,系統研究不同土壤.植物系統對PAHs的吸收富集、修復、去除的種間差異,明確植物對土壤中PAHs的吸收積累作用；對比分析各種生物、非生物因子在PAHs去除過程中的作用,揭示植物修復機制。探討單種、混種栽培模式對PAHs污染的修復特征,為生產和科研提供理論依據。主要結果如下:
　　 (1)植物修復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)、細羊茅(Festucarubra)、結縷草(Zoysia japonica Steud)、地毯草(Axonopus affinis)等5種豫北地區(qū)常見鄉(xiāng)土植物,采用盆栽試驗法對土壤中萘、苯并(a)芘污染的修復作用進行研究。結果顯示:0～300mg·kg-1范圍內,植物能不同程度地去除促進土壤中萘、苯并(a)芘,但效果在種間差異很大:55d后,地毯草、細羊茅等植物對土壤中PAHs污染的去除效

4、果較好,特別是細羊茅對土壤中萘和苯并(a)芘的去除率分別達到了57.62～86.77％和48.17～77.41％。植物修復土壤萘和苯并(a)芘的效率與植物生物量關系不大。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PAHs污染物的富集系數卻逐漸減小,相同污染水平下,根系PAHs含量、富集系數遠大于莖和葉。PAHs在根系富集系數與根部脂肪含量顯著正相關,但與根部含水量的相關性不顯著；相同條件下,植物根部的苯并(a

5、)芘含量、對苯并(a)芘的富集系數均大于萘。
　　 (2)土壤-植物(細羊茅)系統對PAHs污染土壤的修復作用及機制
　　 以細羊茅為試驗材料,研究了植物修復萘、苯并(a)芘污染的去除效果,結果顯示,試驗濃度范圍內,種植細羊茅能有效修復土壤中萘、苯并(a)芘污染。細羊茅能吸收、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,但生物濃縮系數卻系逐漸減小。55d后,細羊茅

6、.微生物系統中萘、苯并(a)芘去除率分別為50.72～83.17％、44.34～77.42％；比對照組高出46.40％、43.53％。修復過程中,植物吸收積累不是植物促進土壤中萘和苯并(a)芘降解的主要因為,非生物因子、植物吸收積累、微生物降解對萘的去除率分別為4.98％、0.017％、18.77％,對苯并(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羊茅修復萘、苯并(a)芘污染的主要途徑。
　　 (3)種植模式(單種、混種)對PAHs污染土壤修復作用的影響
　　 以黑麥草、地毯草兩種植物為試驗材料,研究了植物在單種、混種模式下對PAHs的去除效果、修復行為。結果顯示,在試驗濃度范圍內,黑麥草、地毯草能夠在萘、苯并(a)芘污染土壤中正常生長,污染水平、栽培模式差異對植物生長影響較小。黑麥草、地毯草聯合種植55d后,土壤中萘、苯并(

8、a)芘平均去除率為74.69％、68.16％,分別比單獨種植時高出43.92％、46.97％和4.67％、16.32％,聯合效應顯著。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。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-微生物系統中,微生物降解、植物-微生物聯合效應是萘、苯并(a)芘去除的主要途徑,但植物.微生物聯合效應是混種模式下強化修復PAHs污