论文部分内容阅读
多环芳烃在土壤环境中的迁移、转化长久以来一直是环境科学领域研究的热点问题，为解决现有研究中多室内少野外，多单一过程少质量平衡，难以客观反映土壤多环芳烃对地下水及食品安全的影响等问题，本文综合运用野外lysimeter试验和14C同位素示踪联用技术，进行了稻麦轮作条件下多环芳烃萘(naphthalene)和菲(phenanthrene)环境归趋的定量化研究，主要结果如下：
1.研究发现气态损耗是土壤中PAHs最重要的降低途径。污染初期，有机物挥发是土壤中PAHs气态损耗的主要形式，随时间变化，气体挥发逐渐减弱，矿化作用逐渐加强并占据主要地位，CO2成为本条件下土壤中PAHs损耗的最主要形式。麦季，矿化损失约占萘气态损耗的84.41％，菲气态损耗的73.31％。作物的存在可显著促进萘的气态损耗，矿化速率和挥发速率可分别提高43.51％和190.32％。可能是由于根际作用增加了微生物降解菌的数量和植物分泌有机物为微生物共代谢提供了共代谢的基质底物的原因。但是对菲的气态损耗，作物没有促进作用反有抑制作用，原因还有待于进一步研究。
2.研究获得了实验周期内表层土壤PAHs浓度衰减的基本规律和包气带中PAHs的纵向分布规律，在距地表0-80cm中，均检测到PAHs的存在；通过对土壤渗滤的收集与放射性强度测定定量评估了渗滤损失对地下水的影响(试验周期内萘污染柱和菲污染柱分别有0.183％和2.52％的14C随渗滤液进入地下水)，同时发现麦季菲污染柱的渗滤液中污染物含量达到2.60ppm，远远高于菲在水相的饱和溶解度，证实了包气带中PAHs胶体易化传输作用的存在，并通过与稻季渗滤液的比较，发现胶体易化传输受土壤干湿交替等因素影响很大。
3.通过对小麦生长的幼苗期、分蘖期、抽穗期和孕穗期以及稻季分蘖期、抽穗期和孕穗期不同时期地上部植株，收获期植株茎、叶、穗壳和籽粒等组织的测定分析，首次获得了植物全生长期内富集多环芳烃的基本规律，发现小麦地上部污染物含量在幼苗期最高，且随着生长期延续富集浓度呈下降趋势；水稻各时期地上部中14C-化合物的含量基本上相同；在成熟期植株各部分均检出14C-化合物的存在，14C在作物各组织中的含量：根>叶>茎>籽粒；小麦、水稻籽粒中14C化合物含量均接近0.20ppm，其对食品安全的影响也应给于高度重视。
4.首次研究获得了受试化合物野外耕作条件下环境归趋的定量分配规律，萘气态损耗107.61％、渗滤液损耗0.043％、植物体内残留0.003％、土壤中残留1.73％；菲气态损耗74.08％、渗滤液损耗2.18％、植物体内残留0.008％、土壤中残留7.21％，测定总量分别为加入量的109.39％和83.48％。
上述成果对于进一步研究土壤多环芳烃迁移转化的长期规律、定量评估多环芳烃对地下水及食品安全的长期影响奠定了坚实的基础，具有重要的参考价值。