三种咪唑硝酸盐类离子液体对土壤理化性质及微生物量的影响

摘要

离子液体指的是全部由离子构成的，在室温或室温附近呈液态的盐类物质，又被称作室温离子液体或是室温熔融盐。构成离子液体的离子一般为有机阳离子和无机或有机阴离子，由于可以根据实际需要选择设计合成出不同类型的离子液体，离子液体被称为“可调节的液体”。由于离子液体结构的特殊性，因此离子液体具有区别与一般物质的特殊性质，如熔点低、溶解性好、化学性质稳定、不易燃烧和导电性强等，离子液体被认为是一种“绿色溶剂”。离子液体逐渐取代传统有机溶剂，在有机合成、分离萃取、材料开发和电化学等领域，都展现出非常广阔的应用前景。
　　随着离子液体的工业应用越来越广泛，将不可避免的存在流失到自然环境中的风险。虽然离子液体被认为是环境友好型物质，但是由于离子液体良好的水溶解性能和较差的降解性能，因此离子液体对生态系统存在一定风险。
　　本研究选择了三种碳链长度不同的典型咪唑硝酸盐类离子液体（[C4mim]NO3,[C6mim]NO3,[C8mim]NO3），以棕壤为供试土壤，运用电极测定法、乙酸铵交换法、熏蒸提取-K2Cr2O7容量分析法、熏蒸提取-茚三酮比色法，研究了离子液体染毒后第10，20，30和40天，土壤的pH值、电导率、阳离子交换量、微生物量碳和微生物量氮的变化情况。主要研究结果如下：
　　（1）研究表明三种离子液体处理土壤后，土壤的pH值呈现下降的趋势，下降幅度随着离子液体浓度的增加呈现出幅度增大，存在剂量-效应关系，高浓度（100mg/kg）处理组下降明显，中低浓度（10mg/kg、1mg/kg）处理变化不显著，与土壤对酸碱性的自我调节作用有关。
　　（2）离子液体染毒后土壤电导率呈现升高趋势，与离子液体染毒浓度存在剂量-效应关系，高浓度（100mg/kg）处理组显著升高；在整个实验周期内，土壤电导率值随时间变化并不明显；离子液体对土壤电导率值的影响与离子液体结构未表现明显相关。
　　（3）实验离子液体[C4mim]NO3、[C6mim]NO3、[C8mim]NO3处理组土壤阳离子交换量与对照组相比未产生显著性差异，在整个实验周期影响不显著。
　　（4）[C4mim]NO3在实验前期土壤生物量碳产生抑制作用但并不显著，中高浓度（10mg/kg、100mg/kg）在实验中后期产生显著抑制作用，低浓度（1mg/kg）处理组在实验30天出现抑制恢复，到实验末期恢复作用消失。[C6mim]NO3和[C8mim]NO3各处理组表现显著抑制作用，并呈现剂量-效应关系。
　　（5）[C4mim]NO3和[C6mim]NO3处理组土壤生物量氮在实验周期内，呈现抑制-恢复-抑制的趋势。[C8mim]NO3处理组在实验30天，中浓度（10mg/kg）处理呈现恢复，低浓度（10mg/kg）和高浓度（100mg/kg）表现为抑制作用减弱。离子液体对生物量氮的抑制强弱为[C8mim]NO3＞[C6mim]NO3＞[C4mim]NO3，呈现随碳链长度增加抑制作用增强。

目录

声明

符号说明

1前言

1.1离子液体概述

1.2离子液体的毒性研究状况

1.3土壤理化性质

1.4土壤微生物量

1.5本研究的目的与意义

1.6本研究的内容

2材料与方法

2.1药品与试剂

2.2仪器设备

2.3供试土壤

2.4土壤pH值的测定

2.5土壤电导率值的测定

2.6土壤阳离子交换量的测定

2.7土壤微生物量的测定

2.8数据处理

3结果与分析

3.1离子液体对土壤pH值的影响

3.2离子液体对土壤电导率值的影响

3.3离子液体对土壤阳离子交换量的影响

3.4离子液体对土壤微生物量的影响

4讨论

4.1离子液体对土壤pH值的影响

4.2离子液体对土壤电导率值的影响

4.3离子液体对土壤阳离子交换量的影响

4.4离子液体对土壤微生物量的影响

5结论

6本论文创新之处与研究不足

参考文献

致谢

9攻读学位期间发表论文