农田系统中多环芳烃(PAHs)的迁移及其对地下水的影响研究

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多环芳烃具有生物累积性、难以降解、可远距离传输、致癌致突变等特性,所导致的环境与健康问题已经引起国际环境组织、各国政府和民众的高度关注,其在环境中的迁移长久以来一直是国内外研究的热点。为解决现有研究中多室内少野外,难以客观反映野外真实情况下土壤多环芳烃污染对地下水及食品安全的影响等问题,本研究综合运用野外lysimeter和14C同位素示踪技术,进行稻麦轮作条件下多环芳烃萘(naphthalene)和菲(phenanthrene)迁移的定量化研究,同时结合室内原状土柱实验,研究土壤胶体释放及影响因素。主要研究结论如下:  1.表层土中14C-化合物含量较污染初期迅速下降后并维持相对稳定,可萃取态含量占总量的比例随时间推移逐渐减小,老化作用降低了PAHs的可提取性。小麦/水稻地上部均能吸收污染物,植物吸收萘污染物能力大于菲;对于同一类污染物,小麦的吸收能力大于水稻。与08年同期结果相比,老化作用降低了PAHs的生物可利用性。成熟期小麦、水稻组织器官中的14C-化合物分布规律:叶>茎>籽粒>穗壳,污染物已经进入水稻、小麦籽粒中,可能会对食品安全产生影响。  2.lysimeter不同深度土壤中均检测出14C-化合物,含量随土层深度增加呈降低趋势。下层累积14C-化合物含量占lysimeter总量的比例随时间推移增大,证实PAHs发生垂向迁移。土壤不同深度各土层可萃取态14C-化合物含量占总量的比重随时间推移明显下降,污染土壤存在老化作用。  3.稻麦季渗滤液中均检出污染物,表层土壤PAHs污染可能会对地下水造成影响。麦季lysimeter柱渗滤液经超滤后14C-化合物含量显著降低,并经扫描电镜观测到胶体,证明了胶体易化传输作用的存在;稻季lysimeter柱未观测到此现象,环境因素可能影响胶体易化传输作用。  4.胶体初始释放量随降雨强度增大而增大,降雨离子强度和pH值变化都会影响胶体的释放。  上述研究成果为进一步阐明土壤PAHs迁移规律的同时,对于如何采取有效措施规避或削减土壤PAHs对地下水及食品安全的风险亦有重要参考价值;并为PAHs胶体易化传输的机制及影响因素提供研究基础。
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