电子电器废弃物拆解地区土壤污染的生态毒理学诊断

论文摘要

当前,中国等发展中国家正成为全球电子电器废弃物的处置中心。原始粗放的拆解方式导致这些地区的土壤环境遭受多种重金属、有机物的严重污染,是研究土壤复合污染的极好案例。单纯依靠对少数已知污染物的浓度分析,已不能满足全面诊断土壤污染及评价土壤健康状况的要求。本研究以我国典型电子电器废弃物拆解地区土壤为研究对象,尝试建立“化学分析—成组生物测试/生物标志物/生态毒性测试”的土壤污染生态毒理诊断技术体系,研究成果主要包括:采用化学测试方法对278km2区域表层土壤样品进行典型污染物浓度分析。结果表明,研究区域土壤已经受到重金属及有毒有机物的严重污染,甄选出优先重金属污染物Cd、Cu及Zn、Hg,有机污染物PCBs、PCDD/Fs、PAHs。源解析表明与不当拆解直接相关,地统计分析表明污染物存在扩散趋势。对土壤的生物急性毒性效应进行研究,结果表明,拆解地区土壤对植物、土壤无脊椎动物、微生物具有显著的急性毒性效应。白菜根伸长抑制、蚯蚓体重抑制均与土壤Cu污染相关。基于不同溶剂温和提取的淡水发光菌方法可以有效检测土壤不同极性污染物的急性毒性,评价污染物的迁移风险。微生物-植物-无脊椎动物的成组急性毒性检测体系可以更为全面诊断土壤急性毒性效应。离体EROD筛选结果表明拆解区土壤具有很高的芳烃受体效应。生物检测与化学分析结合的方法对芳烃受体效应的贡献物进行甄选发现,拆解点附近土壤芳烃受体效应的主要贡献物是PCBs,而拆解区一般农田土壤中芳烃受体效应则由PCDD/Fs、PCBs与PAHs共同贡献。特异生物标志物结合化学检测的方法可以较好诊断土壤芳烃类污染。离体SOS/umu测试筛选结果表明拆解区土壤具有较高的遗传毒性效应,蚯蚓活体彗星试验、蚕豆根尖微核试验进一步验证了结果。PCBs可能是土壤疏水性组分遗传毒性的主要贡献者,而蚯蚓活体暴露遗传毒性效应的主要胁迫因子可能为Cd。微生物-植物-无脊椎动物的遗传毒性检测体系可以更为全面诊断土壤遗传毒性效应。以上结果表明,所构建的土壤污染生态毒理诊断技术体系可以有效地评价土壤复合污染及土壤整体健康质量状况。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1 电子电器废弃物拆解及其环境污染问题
• 1.1.1 电子电器废弃物及其拆解
• 1.1.2 电子电器废弃物拆解生态环境问题研究进展
• 1.2 土壤污染的生态毒理学诊断
• 1.2.1 土壤污染生态毒理学诊断的重要性与意义
• 1.2.2 土壤污染生态毒理学诊断方法研究进展
• 1.3 环境中二噁英类物质及其化学与生物分析法研究进展
• 1.3.1 二噁英类物质
• 1.3.2 环境中二噁英类物质的化学分析方法
• 1.3.3 环境中二噁英类物质的生物分析方法
• 1.3.4 环境中二噁英类物质的生物-化学联合分析方法
• 1.4 土壤遗传毒性研究进展
• 1.4.1 土壤中的遗传毒性污染物
• 1.4.2 土壤遗传毒性测试方法及其应用
• 1.5 目前研究的不足与本文的研究思路
• 2. 电子电器废弃物拆解地区土壤污染的化学法诊断
• 2.1 研究区域
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 样品采集与处理
• 2.2.2 土壤理化性质分析
• 2.2.3 土壤重金属含量分析
• 2.2.4 土壤有机污染物含量分析
• 2.2.5 统计分析
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 土壤基本理化性质
• 2.3.2 典型重金属
• 2.3.3 典型有毒有机物
• 2.4 本章小结
• 3. 电子电器废弃物拆解地区土壤急性毒性诊断
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 土壤高等植物急性毒性试验方法
• 3.2.2 土壤蚯蚓急性毒性试验方法
• 3.2.3 土壤发光菌急性毒性试验
• 3.2.4 统计分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 土壤高等植物急性毒性
• 3.3.2 土壤蚯蚓急性毒性
• 3.3.3 土壤发光菌急性毒性
• 3.4 本章小结
• 4. 电子电器废弃物拆解地区土壤芳烃受体效应诊断
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 H4IIE-EROD测试
• 4.2.2 化学测试TEQ计算
• 4.2.3 统计分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 土壤芳烃受体效应
• 4.3.2 土壤芳烃受体效应贡献因子甄选
• 4.4 本章小结
• 5. 电子电器废弃物拆解地区土壤遗传毒性诊断
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 土壤SOS/umu测试
• 5.2.2 土壤蚯蚓彗星试验
• 5.2.3 土壤蚕豆根尖微核试验
• 5.2.4 统计分析
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 土壤SOS/umu测试
• 5.3.2 土壤蚯蚓彗星试验
• 5.3.3 土壤蚕豆根尖微核试验
• 5.4 本章小结
• 6. 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 作者简历