受多氯代有机物污染土壤的植物修复及其根际效应初探

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多氯代有机化合物广泛应用于工农业,因具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性,严重威胁生态环境和人体健康,属于典型的持久性有机污染物。研究表明,土壤、水体和沉积物都受到了多氯代有机污染物(PCOPs)的持续污染,因此对PCOPs的控制和去除已经迫在眉睫。相对于物理、化学和微生物修复,植物修复PCOPs污染土壤具有经济和技术上的双重优势。目前,国内外对植物修复的研究主要集中在重金属污染土壤的修复,有机物污染土壤的植物修复研究尚刚起步。近年来利用植物修复有机污染环境逐渐受到重视,也出现了一些成功的案例,但对于PCOPs的研究相对较少。本研究通过土培实验,研究了黑麦草和大蒜对污染土壤中的有机氯农药滴滴涕(DDT)、六六六(BHC)、六氯苯(HCB)的吸收降解,并测定了植物修复过程中土壤理化性质和酶活性的动态变化;通过水培实验,研究了黑麦草和大豆对水培溶液中的1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)和pp-DDT的吸收降解,并测定了污染胁迫下根系分泌物的变化以及对植物生长的影响。研究结果如下: 1土培实验结果: (1)种植大蒜和黑麦草90d后,土壤中PCOPs含量下降了16.78-41.75%,在植物生长的前期和中期下降速率较快,后期下降速率减弱;并且土壤中PCOPs的降解率随处理浓度的升高而升高;黑麦草对PCOPs污染土壤的修复效果略优于大蒜。 (2)大蒜和黑麦草对PCOPs的吸收量占土壤中PCOPs减少量的1.11%-10.25%;植物在生长的前期和中期对PCOPs的吸收能力较强,之后开始减弱;植物对PCOPs的吸收能力随处理浓度的升高而升高。 (3)种植大蒜和黑麦草能改变根际环境,土壤pH值、有机质含量、过氧化氢酶活性均发生了相应变化,在综合因素的影响下有利于土壤中PCOPs的去除。 2水培实验结果: (1)培养30d后,黑麦草水培溶液中PCOPs含量下降了0.01-8.41%;水中PCOPs的降解率随处理浓度的升高而降低。 (2)黑麦草对PCOPs的吸收量占水培溶液中减少量的3.29-45.29%;PCOPs在根/叶中的浓度比为1.46-41.12、质量比为0.63-11.23;相对于1,2,4-TCB,pp’-DDT向上转移速度较慢;黑麦草对PCOPs的吸收能力随处理浓度的升高而升高,并且对pp-DDT的吸收能力大于1,2,4-TCB。 (3)植物对水和土壤中PCOPs的吸收与降解能力有所差异,水中PCOPs的降解率小于土壤,而水培条件下植物对PCOPs的吸收能力大于土培。 (4)从植物生物量及株高、根长来看,较低浓度的污染物在一定程度上对黑麦草生长有促进作用,但较高浓度的污染物对黑麦草生长有抑制作用。 (5)PCOPs污染胁迫下,黑麦草和大豆根系分泌物产生了相应的变化。一般来说,较低浓度污染胁迫能促进植物根系氢离子、有机酸、氨基酸、糖类的分泌,而较高浓度污染胁迫能抑制植物根系对这些物质的分泌。
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