山东苹果园PAHs污染现状及其对平邑甜茶生物学特性的影响

摘要

实验于2011～2013年在山东农业大学园艺学院作物生物学实验室，果树根系实验室进行。调查了山东省内15处富士果园及S304和S209省道路旁苹果园PAHs整体污染水平，并设计试验探究PAHs对平邑甜茶生理性状及对富士苹果果实品质等影响，主要结果如下:
　　1、山东15处检测点中有3个检测点存在PAHs污染，含量分别为201.51，833.88，861.28ng·g-1，说明目前山东苹果园土壤PAHs污染水平较低，生态风险较小，但个别果园已经达到中等污染水平，理论推断会对生态环境产生负面影响。通过分析土壤中PAHs组成可以看出土样中Ilp/(Ilp+Bgp)值均位于0.20～0.50之间，说明土壤中PAHs主要来源为石化燃烧混合污染。
　　2、山东高速路旁果园PAHs污染程度调查表明:表层土含量最高，多在1000ng·g-1左右，距地表0～15，15～30和30～45cm的3层土壤ΣPAHs平均含量比例为1.63∶1.35∶1;根据沉降情况将检测出的11种PAHs分为渐变型、远距型、波动型3种类型，渐变型在20 m后随距离增加而降低，包含菲、荧蒽和葸，最大沉降量分别为343.93，113.06和18.11ng·g-1，远距型随距离增加沉降量增加，包括芘、苯并[b]荧葸、苯并[a]芘和苯并[a，h]葸，波动型在20和100m处出现两个沉降高峰，属于这一类型的PAHs包括苯并[k]荧蒽，茚苯[1，2，3cd]芘，苯并[a]蒽，屈;菲与荧蒽浓度位于风险评价中值，存在一定生态风险。
　　3、PAHs胁迫对富士果实品质影响表明:胁迫而对果实外观性状影响较小，PAHs胁迫处理后，果实单果重，果形指数及可滴定酸含量变化不大，5％水平内差异不显著，果皮脆性较对照增加，韧性减小，破裂深度值增加，可溶性糖，维生素和花青苷含量均发生明显变化，其中富士苹果维生素c含量显著降低，其次为花青苷含量。胁迫处理后果实检测出芳香物质种类也较对照少，相对含量也较低。
　　4、不同浓度PAHs胁迫对平邑甜茶的影响表明:经PAHs胁迫后，平邑甜茶幼苗株高，径粗，叶绿素含量，光合速率四个生物学指标与对照相比均表现出较低水平，胁迫程度与处理浓度呈负相关。其中光合速率对PAHs胁迫最敏感，0.5ng·g-1和1.0ng·g-1胁迫下幼苗株高，径粗，叶绿素，光合四个指标显著降低。幼苗根系总长度，表面积，体积及根系活力均与胁迫程度呈正相关，除根系总体积体积外，在0.2ng·g-1浓度下开始与对照呈显著性差异。PAHs胁迫对土壤生物学特性影响顺序依次为脲酶＞过氧化氢酶＞蔗糖酶＞pH，4种胁迫下脲酶较对照分别降低48.57％，61.43％，70.00％，72.86％。
　　5、菲，芘，荧蒽，苯并(b)荧葸对平邑甜茶根毛细胞K+流动性的影响结果表明:4种胁迫均造成离子流动性发生逆转，由对Ca2+，K+的吸收转为外排趋势，而对H+由最初的外排趋势变为吸收。4种胁迫影响顺序依次为芘＞菲＞苯并(b)荧蒽＞荧蒽。

目录

声明

摘要

1．引言

1．1 环境中多环芳烃主要研究背景

1．1．1 环境中多环芳烃来源探究

1．1．2 我国农业土壤污染现状

1．2 多环芳烃对植物危害研究进展

1．2．1 多环芳烃对植物生理性状影响

1．2．2 多环芳烃对植物生化性状影响

1．3 土壤中多环芳烃主要检测方法

1．3．1 多环芳烃主要提取方法

1．3．2 PAHs纯化方法

1．3．3 多环芳烃主要定量分析方法

1．4 多环芳烃污染评价标准

1．4．1 多环芳烃分级标准

1．4．2 土壤中PAHs的生态风险评价

1．5 目前我国农业土壤中PAHs清除与降解的方法

1．5．1 物理修复法

1．5．2 化学修复法

1．5．3 生物修复法

1．6 本实验选题目的及意义

2 材料与方法

2．1 山东果园PAHs污染水平和来源初探

2．1．1 采样条件

2．1．2 样品分析

2．1．3 标准溶液配制及仪器分析条件

2．2 山东高速路旁果园PAHs污染程度调查

2．2．1 取样条件

2．2．2 样品处理

2．3 PAHs胁迫对富士果实品质影响

2．3．1 材料处理

2．3．2 果实内含物测定方法

2．3．3 果实质地程度及挥发性成分的测定

2．3．4 数据处理

2．4 PAHs胁迫对平邑甜茶生长的影响

2．4．1 试验材料

2．4．2 不同浓度处理平邑甜茶生物学差异

2．4．3 不同浓度处理平邑甜茶根系结构及根活力差异

2．4．4 不同浓度处理土壤环境理化性状测定

2．4．5 不同浓度处理土壤pH及酶活性测定

2．5 菲，芘，荧蒽和苯并(b)荧蒽胁迫下平邑甜茶根际离子流测定

2．5．1 材料处理

2．5．2 电极液配制

2．5．3 测定方法

2．5．4 数据处理

3 结果与分析

3．1 山东苹果园PAHs污染水平和来源初探

3．1．1 不同地区果园土壤中PAHs的含量检测

3．1．2 不同地区果园土壤PAHs的组成特征

3．1．3 不同地区果园土壤中PAHs的生态风险评价

3．2 山东高速路旁果园PAHs污染程度

3．2．1 距公路不同距离处土壤PAHs含量总体分布特征

3．2．2 距公路不同距离处土壤PAHs各单体分布特征

3．2．3 不同清耕果园土壤∑PAHs含量

3．2．4 不同清耕果园土层中ΣPAHs含量

3．2．5 不同清耕果园土壤中PAHs的生态风险评价

3．3 PAHs胁迫对富士果实品质影响

3．3．1 PAHs胁迫处理对果实单果重及果形指数的影响

3．3．2 PAHs胁迫处理对果实质地的影响

3．3．3 PAHs胁迫处理对果实品质的影响

3．3．4 PAHs处理对挥发性物质相对含量的影响

3．4 不同浓度PAHs胁迫对平邑甜茶的影响

3．4．1 不同浓度PAHs先处理平邑甜茶生物学差异

3．4．2 不同浓度处理下平邑甜茶根系结构及根系活力差异

3．4．3 不同浓度处理平邑甜茶15N在各器官分配差异

3．4．4 不同浓度柴油处理土壤的PAHs最终含量

3．4．5 土壤pH及土壤酶的活性对不同浓度处理的响应

3．5 菲，芘，荧蒽和苯并(b)荧蒽胁迫下平邑甜茶根际离子流测定

3．5．1 菲，芘，荧蒽，苯并(b)荧蒽对平邑甜茶根毛细胞表面Ca2+流动性的影响

3．5．2 菲，芘，荧蒽，苯并(b)荧蒽对平邑甜茶根毛细胞K+流动性的影响

3．5．3 菲，芘，荧蒽，苯并(b)荧蒽对平邑甜茶根毛细胞表面H+流动性的影响

4 讨论

4．1 山东果园PAHs污染水平和来源初探

4．2 山东高速路旁果园PAHs污染程度

4．3 PAH胁追对富士果实品质影响

4．4 不同浓度PAHs胁迫对平邑甜茶的影响

4．5 菲，芘，荧蒽和苯并(b)荧蒽胁迫下平邑甜茶根际离子流测定

5 结论

参考文献

致谢

硕士在读期间形成论文情况