生物质炭对土壤中阿特拉津吸附行为及不同生态类型蚯蚓生物可利用性的影响

摘要

阿特拉津作为农药除草剂，半个多世纪以来在世界范围内被广泛使用，其作为内分泌干扰物和潜在致癌物，在环境残留中不断被检出，引发了越来越多的环境关注。为了降低有机污染物的生态风险，环境修复中通常使用黑碳/活性炭等含碳物质作为修复材料。普遍接受的观点是:含碳修复材料的加入导致了土壤/沉积物中污染物孔隙水浓度及生物可利用部分的污染物浓度的下降，从而降低了生物组织的富集。目前从摄食策略差异考虑，研究含碳材料对不同物种的生物可利用性影响的文献较少，不同生物通过孔隙水及摄食土壤/沉积物获取污染物的比例可能存在差异。
　　 本研究中，选择了400℃木屑烧制的生物质炭作为修复材料，受试生物为两种不同生态类型的蚯蚓。赤子爱胜蚓属于腐食性蚯蚓，主要以植物残留和动物粪便为食，在自然条件下可能选择性摄食更强，威廉腔环蚓是一种典型的食土性蚯蚓，摄食土量大，因此这种不同的生活习性和摄食策略可能导致它们在土壤环境中对于相同的污染物具有不同的暴露水平，以及对含碳材料的加入产生不一样的响应。本文对比了生物质炭与土壤吸附阿特拉津的差异，研究了生物质炭加入土壤后对阿特拉津吸附行为的影响，0％，0.5％和2％三种生物质炭加入比例的土壤旋转混合15天后用于阿特拉津吸附7天，研究这些样品对赤子爱胜蚓及威廉腔环蚓富集阿特拉津的影响规律，分析其中的差异探索可能存在的影响机制。
　　 吸附实验结果表明，阿特拉津在土壤上的吸附符合线性吸附模型，在生物质炭上的吸附为非线性吸附，且生物质炭比原土对阿特拉津的吸附能力高三个数量级（KF值分别为3982.6和2.26）;阿特拉津在土壤孔隙水中的浓度降低程度与生物质炭的添加比例成正相关。生物富集实验发现，对于没有添加生物质炭的土壤，两种蚯蚓对阿特拉津的生物富集系数BSAF值相差5倍，生物质炭的加入削减了两种蚯蚓对阿特拉津的富集，其中对威廉腔环蚓的这种削减作用更为明显，当生物质炭添加比例为2％时，两种蚯蚓的生物富集系数BSAF值没有了显著差异，导致以上结果差异的原因是两种蚯蚓具有不同的摄食习性及肠道表面活性物质水平等，因此对于不同存在形态的阿特拉津的利用程度存在差异。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 研究背景

第二节 文献综述

1．2．1 阿特拉津(atrazine)的性质和来源

1．2．2 黑碳(black carbon)的性质和来源

1．2．3 疏水性有机污染物在土壤上的吸附

1．2．4 黑碳／活性炭对生物可利用性影响

第三节 论文的研究内容和目的

第二章 土壤及生物质炭(biochar)对阿特拉津的吸附

第一节 引言

第二节 实验材料与方法

2．2．1 实验仪器与材料

2．2．2 土壤样品的采集、制备与贮存

2．2．3 土壤基本理化性质的表征

2．2．4 生物质炭(biochar)的制备

2．2．5 吸附实验

第三节 结果与讨论

2．3．1 污染物及吸附剂的理化性质表征

2．3．2 吸附等温线

2．3．3 固相萃取效率

第四节 小结

第三章 生物质炭对蚯蚓生物可利用性的影响研究

第一节 引言

第二节 实验材料与方法

3．2．1 实验材料与仪器

3．2．2 受试生物——蚯蚓

3．2．3 污染土壤的制备

3．2．4 生物富集实验

3．2．5 富集动力学实验

3．2．6 蚯蚓含水率及脂肪含量的测定

3．2．7 蚯蚓组织污染物的测定

3．2．8 数据分析

第三节 结果与讨论

3．3．1 蚯蚓脂肪含量及污染物组织萃取回收效率

3．3．2 阿特拉津土壤样品吸附实验结果

3．3．3 蚯蚓生物富集实验结果

第四节 小结

第四章 研究结论、特色与展望

第一节 研究结论

第二节 研究特色

第三节 研究展望

参考文献

致谢

个人简历