根系分泌物及其組分對土壤中多環(huán)芳烴的活化作用.pdf

1、目前我國土壤有機(jī)污染問題突出,如何控制與修復(fù)土壤有機(jī)污染,實(shí)現(xiàn)土壤資源的可持續(xù)利用已成為各界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。但是,多環(huán)芳烴(PAHs)類化合物易被土壤吸附固定,其活化及生物可利用性是影響修復(fù)效率的關(guān)鍵因素。研究根系分泌物對土壤中PAHs的活化作用,將為深入探討PAHs在根際土壤中的生物可利用性、評價其作物污染風(fēng)險(xiǎn)、提高修復(fù)效率等提供基礎(chǔ)依據(jù)。
　　 本文在評述根系分泌物及其組分在有機(jī)污染土壤修復(fù)中作用研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,以菲和芘為

2、PAHs代表物,從土壤中PAHs的有效性、吸附、脫附等三個方面,研究了根系分泌物及其組分對土壤中PAHs的活化作用。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)采用批量平衡試驗(yàn)法,研究了模擬根系分泌物(ARE)及其低分子量有機(jī)酸(LMWOA)、氨基酸和糖等組分對黃棕壤吸附菲的影響。在供試根系分泌物及其組分的影響下,黃棕壤對菲的等溫吸附曲線顯著地呈線型,分配作用是黃棕壤吸附菲的主導(dǎo)機(jī)制。供試根系分泌物及其組分對黃棕壤吸附菲有抑制作用,且抑制作

3、用隨著加入量的增加而增強(qiáng).例如,加入67.1g·L-1蘋果酸后,土壤吸附菲的Kd和Koc值分別從998.3L·kg-1和69909.0L·kg-1下降至521.7L·kg-1和36534.0L·kg-1,比對照低47.7％。與氨基酸和糖相比,LMWOA對土壤吸附菲的抑制作用更強(qiáng),各種根系分泌物組分對菲吸附的抑制作用強(qiáng)弱順序?yàn)?檸檬酸＞草酸＞蘋果酸＞＞丙氨酸＞絲氨酸＞果糖。分析了黃棕壤吸附菲的平衡溶液中水溶性有機(jī)質(zhì)(DOM)和金屬離子的濃

4、度,發(fā)現(xiàn)加入根系分泌物及其組分后DOM濃度略有增大,金屬離子濃度顯著增加,金屬離子溶出導(dǎo)致土壤有機(jī).無機(jī)復(fù)合體中固相有機(jī)質(zhì)釋放、成為DOM,而溶液中DOM與菲的結(jié)合作用抑制土壤對菲的吸附,這是供試根系分泌物抑制土壤吸附菲的主要原因。
　　 (2)采用批量平衡試驗(yàn)法,研究了模擬根系分泌物及其組分對黃棕壤中PAHs脫附的影響。發(fā)現(xiàn),供試模擬根系分泌物或其組分均促進(jìn)了黃棕壤中菲的脫附。土壤中菲的脫附量隨著老化時間延長而降低。與ARE、

5、氨基酸和果糖相比,低分子量有機(jī)酸對土壤中菲和芘脫附的影響更為顯著.例如,加入65g·L-1的檸檬酸、蘋果酸、草酸、絲氨酸、丙氨酸、果糖和ARE后,土壤中菲的脫附量分別由對照的10.7mg·kg-1增加到20.6、15.8、17.6、9.4、11.1、11.4和17.8mg·kg-1。揭示了根系分泌物及其組分影響黃棕壤中PAHs脫附的作用機(jī)理。
　　 (3)研究了模擬根系分泌物及其組分對黃棕壤中PAHs有效性的影響。向PAHs(菲

6、和芘)污染黃棕壤中加入根系分泌物并培養(yǎng)30天后,用正丁醇提取土壤中有效態(tài)的菲和芘.與對照相比,加入20.0g·kg-1左右的檸檬酸、蘋果酸、草酸、絲氨酸、丙氨酸、果糖和ARE后,滅菌土壤中菲的可萃取態(tài)含量分別由對照的8.1mg·kg-1。增加到40.4、34.8、40.9、24.6、26.2、20.4和39.3mg·kg-1。多環(huán)芳烴種類不同其可萃取態(tài)含量存在差異,高分子量、多苯環(huán)的PAHs的有效性較低;加入20.6g·kg-1ARE,