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研究持久性有机污染物多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls,PCBs)的环境行为及其修复是当今世界研究的热点和难点环境问题之一。本文意在探讨PCBs在南瓜、大豆、玉米间作系统中的土壤、植物之间的迁移、分配、富集等环境行为,了解植物根际微环境与PCBs污染土壤的生物修复关系,认识PCBs在土壤——植物间作系统的迁移转化规律,揭示植物间作系统改善根际微环境,加快PCBs生物富集和微生物降解的效应及其机理。主要研究结果如下:
1、植物间作系统修复多氯联苯污染红壤土的模拟实验
(1)不同种植方式的植物地下部分PCB NO.14残留顺序为:与玉米间种的大豆>单种大豆>单种南瓜>与大豆间种的南瓜>与玉米间种的南瓜>与南瓜间种的玉米>与大豆间种的玉米>单种玉米>与南瓜间种的大豆;植物地上部分PCB NO.14单位含量大小顺序为:与玉米间种的大豆>单种大豆>单种南瓜>与大豆间种的南瓜>与玉米间种的南瓜>单种玉米>与南瓜间种的大豆>与南瓜间种的玉米>与大豆间种的玉米。
(2)30天后,PCBs初始浓度为1 mg/kg的土壤PCB NO.14土壤残留量的范围为:66.044—96.371μg/kg;大小顺序为:对照>单种大豆>大豆+玉米间种>南瓜+玉米间种>单种南瓜>单种玉米>南瓜+大豆间种。
(3) PCB NO.14土壤残留量与过氧化氢酶活性成极显著负相关,与过氧化物酶活性成极显著正相关。PCBs残留量与pH、有机质呈正相关;与电导率、Eh、C/N呈负相关。PCBs残留量与全氮相关性极显著。
(4)大豆+玉米间种能很好的改善红壤土的理化性质和土壤酶活性,但南瓜+大豆间种系统处理的根际修复红壤土多氯联苯的污染效果最好。
2、植物间作系统修复多氯联苯污染稻田土的模拟实验
(1)植物根部分PCB NO.5单位含量大小顺序为:与玉米间种的南瓜>与大豆间种的南瓜>单种南瓜>与玉米间种的大豆>单种大豆>单种玉米>与大豆间种的玉米>与南瓜间种的大豆>与南瓜间种的玉米。植物茎部分PCBNO.5单位含量大小顺序为:单种玉米>单种大豆>与玉米间种的南瓜>与玉米间种的大豆>与南瓜间种的大豆>与大豆问种的玉米>与南瓜间种的玉米>单种南瓜>与大豆间种的南瓜。植物叶部分PCB NO.5单位含量大小顺序为:与玉米间种的南瓜>与玉米间种的大豆>与大豆间种的南瓜>与南瓜间种的大豆>单种玉米>单种南瓜>与南瓜间种的玉米>与大豆间种的玉米>单种大豆。
(2)在稻田土土质条件下,60天后,各处理中土壤PCB NO.5的残留量大小顺序为:CK>单种大豆>单种南瓜>单种玉米>大豆+玉米间种>南瓜+大豆间种>南瓜+玉米间种。对照(CK) PCB NO.5的残留率为68.06%,种有植物的PCB NO。5的残留率在36.19%——60.22%之间。
(3) PCBs残留量与脲酶活性略呈正相关;与FDA酶活性、脱氢酶活性略呈负相关;与多酚氧化酶活性、过氧化物酶活性呈显著负相关;与过氧化氢酶活性的极显著负相关。PCBs残留量与pH、有机质、电导率、Eh、C/N呈极显著负相关,PCBs残留量与全氮的极显著正相关。PCBs残留量与微生物数量呈显著负相关。
(4)南瓜+玉米间种能很好的改善稻田土壤理化性质和土壤酶活性,且南瓜+玉米间种系统处理的根际修复稻田土多氯联苯的污染效果最好。
在红壤土土质条件下,南瓜+大豆间种处理能很好的改善稻田土壤的理化性质和土壤酶活性,修复多氯联苯污染的土壤效果最好,然而,在稻田土土质条件下,南瓜+玉米间种处理修复效果更好。植物修复多氯联苯污染的土壤效果不仅与植物种类、种植方式有关,还与土壤理化特性及土壤微生物有关,且植物间套种时有利于改良土壤根际微环境,能有效的加快土壤中多氯联苯修复效果。