電子垃圾拆解區(qū)域十溴聯(lián)苯醚污染土壤的植物修復研究.pdf

1、目前，由不規(guī)范的電子拆解作業(yè)引發(fā)的區(qū)域環(huán)境污染問題已引起國家高度重視。其中，對溴代阻燃劑多溴聯(lián)苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers，PBDEs)引發(fā)的土壤污染問題的關注則是重中之重。開展典型電子拆解區(qū)域PBDEs污染土壤的修復研究顯得尤為迫切，對確保國家生態(tài)環(huán)境安全和保障人體健康具有重要意義。
　　 本論文選取溴代阻燃劑十溴聯(lián)苯醚(Decabromodiphenyl ether，BDE-209)為代

2、表，在開發(fā)土壤環(huán)境中BDE-209的優(yōu)化提取-凈化-分離的測定方法基礎上，考察了研究區(qū)域BDE-209的土壤污染狀況;基于瓊脂法，開展了系列梯度BDE-209污染脅迫下水稻幼苗的培養(yǎng)試驗，篩選了BDE-209耐受水稻品種;同時采用根袋法，開展了利用不同植物修復BDE-209污染土壤的研究，并基于磷脂脂肪酸(PLFAs)等技術從根際微生物、酶及其一些土壤化學指標變化的角度探討了利用植物修復BDE-209污染土壤的根際響應機制，旨在為開發(fā)典

3、型電子垃圾拆解區(qū)域BDE-209污染土壤的植物修復方法提供理論和技術支撐。主要研究結果如下:
　　 (1)以BDE-209為目標污染物，在優(yōu)化土壤樣品中殘留BDE-209的分析條件、對比不同凈化柱、洗脫劑等萃取條件對BDE-209凈化及回收效率的影響的基礎上，建立了基于超聲提取-固相萃取富集凈化-GC-μECD測定土壤中殘留BDE-209的分析方法，BDE-209平均回收率達到93.4％。在此基礎上，選擇了浙江典型電子拆解基地作

4、為研究區(qū)域，在臺州-溫嶺一帶，即溫嶺市溫嶠鎮(zhèn)桐山村、姆坑村、澤國鎮(zhèn)和路橋區(qū)峰江街道安溶村、玉露洋村等地采集了土壤樣品?；谝验_發(fā)建立的BDE-209土壤殘留分析方法，調查了BDE-209的土壤污染情況，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域內BDE-209殘留介于49.9-1539.1μgkg-1之間，且以姆坑的土壤污染最為嚴重。
　　 (2)基于研究區(qū)域實地調研結果，采集了研究區(qū)域內BDE-209污染最為嚴重的姆坑村土壤作為盆栽土，采用當?shù)刂饕参镂骱?/p>

5、蘆、高羊茅、紫云英、紫花苜蓿、黑麥草、水稻秀水134，以及實驗室內通過瓊脂培養(yǎng)法從江浙一帶代表性的四種中晚稻品種中篩選出的BDE-209耐性水稻品種—黃華占共計7種植物品種，對BDE-209污染土壤進行了修復研究。結果表明:在一個修復周期內，無論是老化污染土還是新制備污染土中BDE-209的含量都有所降低，無論種植植物還是未種植植物的情況下，老化污染土組土壤中BDE-209的消減率都高于新制備污染土;不同植物對土壤中BDE-209的消減

6、作用在老化污染土和新制備污染土壤中也存在差異。在老化污染土中，各植物對土壤中BDE-209的消減率大小為:秀水134＞黑麥草＞黃華占＞西葫蘆＞高羊茅＞紫花苜蓿＞紫云英，其中在種植秀水134的土壤中BDE-209的消減率達到52.87％。在新制備污染土中，各植物對土壤中BDE-209的消減率大小為:紫花苜蓿、黑麥草＞黃華占＞秀水134＞紫云英＞高羊茅＞西葫蘆，其中在種植紫花苜蓿土壤中BDE-209的消減率達到28.29％。進一步比較不同植

7、物根際對BDE-209消減的促進作用發(fā)現(xiàn)，在老化污染土組中，以秀水134最佳;在新制備污染土組中，則以黑麥草最佳。
　　 (3)基于磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acids，PLFAs）技術，分析了不同農(nóng)藝管理措施下植物修復過程中根際土壤微生物群落結構的演變特征，結合對污染修復過程中關鍵土壤酶活性及碳、氮、鐵相關指標動態(tài)變化的考察，探討了利用植物修復BDE-209污染土壤的根際響應機制。結果表明，無論在老化污

8、染土或是新制備污染土中，與無植物的對照相比，不同植物根際土壤中總PLFAs及特征脂肪酸均增加，表明種植植物后促進了根際微生物的生長。在此基礎上對不同植物根際土壤中PLFAs進行PCA分析，發(fā)現(xiàn)PC1和PC2共同解釋了微生物群落結構演替中52.6％的變異。同時通過BDE-209消減率與根際土壤PLFAs特征組分的相關性分析，結果發(fā)現(xiàn):在污染老化土中，BDE-209的消減率與放線菌和環(huán)丙基脂肪酸呈顯著負相關，與單不飽和脂肪酸呈顯著正相關(p

9、＜0.05);在新制備污染土中，細菌、革蘭氏陽性菌、單不飽和脂肪酸與BDE-209的總消減率呈顯著正相關(p＜0.05)。通過進一步研究根際土壤中BDE-209的消減行為與土壤中過氧化氫酶、脫氫酶、溶解性有機碳(DOC)、鐵離子[Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)]、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮之間的內在關系發(fā)現(xiàn):在污染老化土中，BDE-209的消減率與過氧化氫酶的含量呈顯著負相關;與脫氫酶、DOC、Fe(Ⅱ)呈極顯著正相關，與銨態(tài)氮含量呈顯著正相關;在新制備污