多環(huán)芳烴(菲)污染土壤禾本科-豆科植物間作修復效應及其機制.pdf

1、多環(huán)芳烴(PAHs)是環(huán)境中普遍存在的一類持久性有毒有機污染物。大量研究證實,多環(huán)芳烴具有慢性毒性和致癌、致畸、致突變的“三致”作用,已引起各國環(huán)境科學工作者的廣泛關注。環(huán)境中超過90％的PAHs殘留在土壤里,因此,PAHs污染土壤的修復已成為環(huán)境領域的研究熱點。禾本科/豆科植物間作相對于單作優(yōu)勢明顯。為此,本文通過溫室培養(yǎng)、室內(nèi)分析和電生理試驗探討禾本科/豆科植物間作修復PAHs污染土壤的效果及其相關機制,為植物間作技術應用于PAHs

2、污染土壤的工程實踐提供理論依據(jù)與技術支持。
　　 小麥/苜蓿間作和黑麥草/苜蓿間作修復多環(huán)芳烴菲污染土壤的溫室盆栽試驗觀察到5和50 mg·kg-1污染水平?jīng)]有明顯抑制植物生長。小麥/苜蓿間作和黑麥草/苜蓿間作對土壤中菲的去除效果均好于相應單作處理,最高去除可達99.50%。小麥/苜蓿間作促進了小麥和苜蓿對菲的吸收,因此,小麥/苜蓿間作并不能在修復土壤的同時,進行小麥的安全生產(chǎn)。黑麥草/苜蓿問作也促進了黑麥草和苜蓿對菲的吸收,因

3、而此體系是一種有實際應用價值的植物間作修復體系。
　　 小麥/苜蓿間作修復過程中及修復后土壤理化性質(zhì)的分析表明了種植植物明顯提高了菲污染土壤pH,最大升高幅度可達0.61;相同菲污染水平條件下,間作處理土壤pH與單作處理差異不顯著。土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、陽離子交換量和速效鉀由于生物的分解作用和植物的吸收利用都隨處理時間延長而下降。小麥苜蓿間作加速了它們的消耗,降低幅度為5.24%-57.85%,較單作多消耗6.

4、29%-39.09%,尤其是促進了土壤堿解氮、速效磷的消耗,最高可達57.85%。因此,小麥/苜蓿間作修復菲污染土壤時,應注意氮、磷肥的施用。
　　 采用小麥水培和電生理試驗研究了小麥根系對PAHs的吸收機制。結(jié)果表明,小麥根系吸收菲時,細胞膜電位會出現(xiàn)去極化—復極化—超極化現(xiàn)象。在菲溶解度(0-1.2mg·g-1)范圍內(nèi),隨著濃度的升高,膜電位的去極化程度越高。在pH(4.5-6.0)梯度情況下,低pH能引起小麥吸收更多的菲,

5、導致更強的去極化。釩酸鹽和2,4-二硝基苯酚(DNP)不僅抑制小麥對PAHs的吸收,而且抑制了膜電位去極化程度。所有這些說明依賴質(zhì)子泵驅(qū)動的H+-PAHs共運方式參與了植物根系對PAHs的主動吸收。
　　 植物根系形態(tài)和根系成分與PAHs吸收的關系試驗表明,小麥根系形態(tài)參數(shù)越大,其對菲的吸收也越多;大豆的根系參數(shù)相較于小麥、胡蘿卜、黑麥草有優(yōu)勢,其吸收菲的量也最多。這說明植物根系吸收菲受根系形態(tài)參數(shù)的影響。大豆和胡蘿卜的根系脂肪