| 题名 | 土壤中多环芳烃生物有效性及其评价方法研究 |
| 作者 | 陶玉强 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 张淑贞 |
| 关键词 | 多环芳烃 |
| 其他题名 | Bioavailability of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Soils and its Evaluation Method |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 多环芳烃(PAHs)是环境中广泛存在的一类典型的持久性有机污染物,其在环境中降解缓慢，具有生物累积性，并可通过食物链传输、放大，具有致癌、致畸、致突变等危害，给人体健康带来很大威胁，因此研究其在土壤中的生物有效性具有重要意义。 目前关于较高疏水性有机污染物在植物体内传输特性的研究报道甚少，中到高疏水性有机污染物，例如PAHs能否在植物体内传输、传输多少、传输受哪些因素影响尚不明确，因此本论文研究了农田污染土壤中14种中到高疏水性PAHs在植物体内的吸收、累积及从根部向茎叶部分的传输。结果表明：根中的2、3、4和5 - 6环PAHs浓度与土壤中对应污染物浓度呈显著正线性相关关系，与土壤总有机质含量(SOM)呈负线性相关关系(p < 0.01)，然而土壤中溶解有机碳(DOC)可以促进小麦根对土壤中PAHs的吸收与累积；14种PAHs在小麦根中的富集因子(RCF，μgg-1root/μgg-1soil)与其辛醇－水分配系数(Kow)的对数值不存在显著的线性关系，4环的PAHs(荧蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)和(Chr))的根富集因子最大，5 - 6环的PAHs(苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、二苯并[a,h]蒽(DahA)和苯并[g,h,i]苝(BghiP))的根富集因子最小；小麦茎叶中2、3、4和5 - 6环PAHs浓度与根中及土壤中对应污染物浓度存在显著的线性相关关系(p < 0.01)；与根富集因子相似，14种PAHs在茎叶中的富集因子(SCF，μgg-1shoot/μgg-1soil)与Kow的对数值也不存在显著的线性关系，也是4环PAHs的茎叶富集因子最大、5 - 6环PAHs的最小；此外茎叶中不同环数PAHs分布特征与土壤中的非常相似，而与培养室空气中的差异甚大，表明存在着PAHs从植物根向茎叶的传输；进一步计算了10种PAHs从根部到茎叶部分的传输因子(从根部向茎叶部分传输的各PAH占茎叶中各PAH总量的比例)，传输因子随着PAHs溶解度增大而增加，并与疏水性存在显著的负线性定量关系(p < 0.01)。 通常认为只有自由溶解在水体或孔隙水中的有机污染物才可以被生物吸收，因而准确测定有机污染物自由溶解态浓度是评价生物有效性的关键。半渗透膜被动采样器是采集自由溶解态有机污染物的一种有效工具，目前广泛使用的三油酸甘油酯－低密度聚乙烯半透膜采样器(SPMD)已被用于水体、沉积物及大气中有机物的采集和生物有效性研究，但由于其疏水性强、采样时间长的缺陷，目前在土壤中的应用甚少；使用被动采样方法评价有机污染物对植物的生物有效性目前尚未见报道。三油酸甘油酯－醋酸纤维素复合膜(TECAM)是在醋酸纤维素中嵌入三油酸甘油酯，与SPMD使用的低密度聚乙烯外膜相比，醋酸纤维素含有大量的羟基，亲水性较强，目前已较好地应用于水体采样及鱼体生物有效性研究中，但尚未在土壤等复杂环境介质中应用。本论文成功地将TECAM应用于土壤中PAHs的采集并评价了土壤中PAHs对植物(Triticum aestivum L.)和蚯蚓(Eisenia andrei)的生物有效性。研究结果表明：TECAM对土壤中PAHs的采样可在48小时内达到表观平衡，大大缩短了土壤中有机污染物的采样时间；TECAM内PAHs浓度与蚯蚓体内浓度存在显著的线性相关关系(p < 0.01)；与化学提取方法相比，TECAM采集的PAHs不仅在浓度上与小麦根中浓度存在显著线性相关关系，而且TECAM采集的PAHs量也与小麦根富集的量相当；TECAM可反映PAHs在土壤中的残留时间、土壤有机质及溶解有机碳含量对PAHs生物有效性的影响；提出了“土壤－孔隙水－TECAM”三室模型，并成功地描述了TECAM采集土壤中PAHs的三相平衡过程。此外TECAM采样对土壤扰动小，操作简单，因此是采集土壤中有机污染物以及评价土壤中有机污染物生物有效性的有效方法。本研究为土壤中有机污染物的采样、生物有效性研究提供了有效的方法及一定的理论依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 公开日期 | 2010-06-07 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/355]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陶玉强. 土壤中多环芳烃生物有效性及其评价方法研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2009. |
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