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多环芳烃是土壤中广泛存在具有“三致”效应的一类有机污染物,可以在植物体内累积并通过食物链传递,严重威胁农产品安全和人体健康。我国人多地少,粮食相对短缺,目前仍缺乏经济有效的有机污染土壤修复技术。如何通过有效方法吸附固定土壤有机污染物、减少其在农产品中的积累,实现在有机污染地区生产安全农产品是土壤和环境科学领域必须解决的重大问题之一。
本文以菲和溴化十四烷基吡啶(MPB)分别作为PAHs和阳离子表面活性剂的代表,研究了MPB的增强吸附固定作用及其对污染土壤中菲生物可利用性的影响,并探讨其对植物吸收积累菲的影响及机理。论文取得了一些有价值的研究成果:
(1)发现MPB的增强吸附固定作用能显著减少黑麦草、胡萝卜吸收积累土壤中的菲,为有机污染地区生产安全农产品提供了理论依据。如在不同菲污染水平(26.27~126.08 mg/kg)的土壤中分别种植黑麦草和胡萝卜,发现植物体内菲含量均随MPB添加浓度(0~600 mg/kg)的增加而减少;当MPB添加浓度为600 mg/kg时,黑麦草根系及茎叶中菲含量分别比对照降低53.3‰~77.0%、50.9%~64.7%;胡萝卜皮、肉及茎叶中菲含量分别比对照降低75.9%~79.2%、69.4%~78.8%、65.4%~65.7%。
(2)初步探明了MPB减少植物吸收土壤中菲的机制。MPB的增强吸附固定作用降低了土壤中菲的生物可利用性,限制其在土壤-植物体系中的迁移,从而减少植物的吸收积累。在初始菲浓度为126.08 mg/kg的土壤中添加0~600mg/kg MPB,发现土壤中菲的生物可利用性随MPB添加浓度的增加而降低,30天后最大降低程度达53.9%。黑麦草根系和茎叶对菲的富集系数也随MPB添加浓度的增加而降低,且与菲的生物可利用性呈显著线性相关,R<2>分别为0.96和0.91。