柑桔园有机氯农药分布特征及土壤污染的植物修复研究

论文摘要

本文旨在调查柑桔园有机氯农药的分布及污染特征,并开展有机氯农药污染的植物修复技术研究,明确柑桔园有机氯农药的污染现状,并调查筛选对有机氯农药的高富集植物,为利用植物修复技术降低、去除有机氯农药污染、改善土壤提供依据。研究了柑桔园中土壤、柑桔果皮、柑桔果肉、杂草茎叶以及杂草根中有机氯农药的多残留快速检测方法。样品经石油醚、丙酮（1:1,V/V）提取,浓缩,柱层析净化,毛细管气相色谱法,ECD检测器检测。进行定性、定量分析六六六、艾试剂、狄试剂、三氯杀螨醇、氯丹、DDT等多种有机氯农药的残留量。方法的加标回收率为80-120%,检出限为0.01-0.05 mg/L,线性相关系数R2≥0.99。调查了福建省漳州、永春、建瓯等地6个柑桔园土壤、柑桔叶片、果实及覆盖植物有机氯农药的含量。土壤中13种有机氯农药总平均检出浓度为3.929 mg/kg,可见福建省柑桔园存在一定程度的有机氯污染。艾氏剂（aldrin）、),γ-六六六（γ-BHC）、三氯杀螨醇（dicofol）、α-氯丹（α-chlordane）、p,p′-DDT、o,p′-DDT、p,p′-DDD的检出率均为100%。柑桔果皮中13种有机氯农药总平均检出浓度为1.161 mg/kg,其中有两个柑桔园的柑桔果肉中检测到两种有机氯农药残留,总残留量分别为0.088和0.068mg/kg。而在柑桔园采集的十几种杂草中,发现胜红蓟对有机氯农药有较强的富集能力与耐受能力,其根中有机氯含量为4.214-13.660 mg/kg,茎叶中为6.946-20.969mg/kg,可以考虑以其做为柑桔园土壤有机氯农药污染的修复植物。调查了福建省南平、福州、宁德等地13个柑桔园土壤、柑桔果实及覆盖植物胜红蓟三氯杀螨醇的含量。土壤中三氯杀螨醇的检出率为100%,而柑桔果实的检出率为61.538%,土壤中检测的三氯杀螨醇残留为0.0020-0.895 mg/kg,平均残留量为0.178mg/kg。柑桔果皮中三氯杀螨醇的平均残留量为0.191 mg/kg,而果肉的为0.0857mg/kg。所有采集点柑桔残留量均低于欧盟宽皮柑橘中农药最高残留限量标准中的最高残留限量标准2 mg/kg。与土壤、柑桔果实残留量相比,柑桔园胜红蓟地上组织与根中三氯杀螨醇含量均较高,平均值分别为2.415 mg/kg、1.530 mg/kg,10个采集点中有7个地上组织三氯杀螨醇的含量高于根。以土壤中三氯杀螨醇的浓度为标准,计算了胜红蓟、柑桔果实的富集指数（BCF）,胜红蓟对三氯杀螨醇的富集力远高于柑桔果实,不同地区柑桔果实BCF平均值为3.705,而胜红蓟地上组织及根的BCF平均值分别为191.931、106.567。研究了胜红蓟根、茎叶对三氯杀螨醇的富集及对土壤中三氯杀螨醇降解的影响。施药浓度为250 mg/kg时,在土壤灭菌和未灭菌两处理中,胜红蓟茎叶中三氯杀螨醇含量均随时间延长而降低,在灭菌土壤中含量下降幅度更大,由10 d时的4334μg/kg下降到30 d时的1556μg/kg。三氯杀螨醇在胜红蓟根中的含量变化与茎叶中不同,土壤无灭菌处理,根中的三氯杀螨醇含量明显高于灭菌处理,由10 d时的5442μg/kg增加到30 d时的8039μg/Kg,而在灭菌处理的根中含量变化不大。施药量对胜红蓟茎叶富集三氯杀螨醇影响不大,但其根对三氯杀螨醇的富集量与施药量有一定的相关性,土壤经灭菌处理后,施药浓度为250、333、500 mg/kg时,有种植和无种植胜红蓟土壤中三氯杀螨醇的半衰期不同,分别为11.32、12.80、13.08d和21.40、21.37、23.25 d;土壤未灭菌条件下;有种植和无种植胜红蓟土壤中三氯杀螨醇的半衰期分别为10.72、11.71、12.07d和16.89、17.33、16.17d。研究结果表明,实验室条件下,胜红蓟能够累积三氯杀螨醇,对三氯杀螨醇污染的土壤具有修复潜力,且土壤微生物影响胜红蓟对三氯杀螨醇的富集。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 我国土壤农药污染的现状
• 2 我国土壤农药污染效应
• 3 土壤污染的植物修复技术
• 3.1 植物修复技术的含义
• 3.2 植物修复技术的特点
• 3.3 植物修复有机污染土壤的机理
• 3.3.1 植物对有机污染物的直接吸收和降解
• 3.3.2 植物释放分泌物和酶去除有机污染物
• 3.3.3 根际微生物的联合矿化作用
• 4 国内外主要研究进展
• 5 问题与展望
• 5.1 高效修复植物的筛选
• 5.2 深化应用基础理论研究
• 5.3 植物根系—微生物—有毒害物质的相互作用的关键因子
• 5.4 污染物在植物体内的转化机理研究
• 5.5 其它植物修复影响因素的研究
• 5.6 分子生物学和基因工程技术的应用
• 5.7 多种修复技术联合的研究
• 5.8 植物修复安全评价
• 6 论文研究目的与意义
• 参考文献
• 第二章 有机氯农药残留检测方法的研究
• 一 柑桔园杂草根中有机氯农药残留分析方法的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 仪器和试剂
• 1.2 柑桔园杂草样品
• 1.3 样品前处理
• 1.4 色谱操作条件
• 2 结果与讨论
• 2.1 提取溶剂的选择
• 2.2 提取液的净化
• 2.3 色谱条件的选择
• 2.4 方法的标准曲线
• 2.5 方法的添加回收率
• 2.6 样品分析
• 二 柑桔园土壤、柑桔和杂草茎叶中有机氯农药残留分析方法的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 仪器和试剂
• 1.2 样品的采集
• 1.3 样品前处理
• 1.4 色谱操作条件
• 2 结果与讨论
• 2.1 方法的标准曲线
• 2.2 方法的添加回收率
• 3 小结
• 参考文献
• 第三章 福建省部分柑桔园有机氯农药残留的调查
• 1 材料与方法
• 1.1 仪器和试剂
• 1.2 样品的采集
• 1.3 样品前处理
• 1.4 色谱操作条件
• 2 结果与讨论
• 2.1 各柑桔园土壤中有机氯农药残留情况
• 2.2 各柑桔园柑桔中有机氯农药残留情况
• 2.3 各柑桔园其他植物中有机氯农药残留情况
• 2.3.1 漳州长泰柑桔园
• 2.3.2 漳州平和柑桔园
• 2.3.3 建瓯东门柑桔园
• 2.3.4 建瓯霞镇柑桔园
• 2.3.5 永春山坡柑桔园
• 2.3.6 永春冲积柑桔园
• 3 小结
• 参考文献
• 第四章 柑桔园中胜红蓟对三氯杀螨醇的富集及修复潜力的研究
• 一 柑桔园中胜红蓟对三氯杀螨醇的富集
• 1 材料与方法
• 1.1 仪器和试剂
• 1.2 样品的采集
• 1.3 样品的前处理
• 1.4 三氯杀螨醇仪器分析方法
• 1.5 数据处理
• 2 结果与讨论
• 2.1 标样及不同样品三氯杀螨醇色谱图
• 2.2 柑桔园土壤及柑桔果实三氯杀螨醇残留监测
• 2.3 柑桔园胜红蓟对三氯杀螨醇的富集
• 3 小结
• 二 柑桔园中胜红蓟对三氯杀螨醇的修复潜力研究
• 1 材料与方法
• 1.1 仪器和试剂
• 1.2 试材的准备
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 土壤的制备及胜红蓟的移植
• 1.3.2 农药残留分析方法
• 1.3.3 三氯杀螨醇仪器分析方法
• 1.3.4 数据处理
• 2 结果与讨论
• 2.1 胜红蓟中三氯杀螨醇的富集动态
• 2.2 施药量对胜红蓟富集三氯杀螨醇的影响
• 2.3 胜红蓟对土壤中三氯杀螨醇降解的影响
• 3 小结
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录