燃煤电厂周边农作物和根际土中汞的分布和富集特征

发布时间：2020-10-11 12:53

　　 燃煤电厂排放出的汞迁移到地面并通过农作物累积进入食物链,从而危害人体健康。目前国内外关于电厂周边农作物和根际土壤中汞的分布和富集特征的研究有待进一步深入,本研究主要通过野外采集和测试电厂周边农作物各组织和根际土壤中汞的浓度水平,分析汞在农作物和根际土壤中的分布和富集特征,并结合室内盆栽实验探究N、P、S元素对汞在根际土壤中的分布和农作物中的富集的影响。开展燃煤电厂周边农作物和根际土壤中汞的分布和富集特征的研究对当地居民的农业生产和生活具有重大意义。采集的农作物样品主要分为蔬菜和水稻,将蔬菜分为以绿叶菜为主的A组和以茄果类为主的B组;将水稻分为C组分蘖期水稻和D组结实期水稻。研究结果表明:(1)农作物和根际土壤中汞的分布特征。农作物各组织中总汞的含量分布规律:根叶茎果,并且蔬菜的根部总汞含量高于水稻。甲基汞在农作物根部的分布规律:CADB。根际土壤中的总汞的浓度范围为0.03-1.05mg/kg,其中蔬菜中1 1.90%的点位超过我国农用地土壤风险筛选值(0.3 mg/kg),未超过我国农用地土壤污染风险管控值(4.0mg/kg),水稻的根际土壤中总汞含量均低于我国农用地风险筛选值。根际土壤中甲基汞的浓度范围是0.04-1.35ug/kg,水稻根际土壤中甲基汞的含量高于蔬菜根际土。农菜地剖面土壤中总汞浓度随剖面深度加深呈递减趋势。农作物生长环境发生改变,甲基汞的分布也会随之变化,C组根际土壤中甲基汞的含量为0.95±0.32ug/kg,高于D组根际土壤中甲基汞的含量(0.85±0.27ug/kg)。(2)农作物和根际土壤中汞的富集特征。蔬菜作物中,韭菜和辣椒根部对总汞的富集能力最强,富集系数分别为0.68、0.70,青蒜根部对总汞的富集系数为0.30。水稻作物中,D组水稻根部富集总汞能力(BF=0.31)较C组水稻(BF=0.25)更强。蔬菜和水稻均有较好的甲基汞富集能力,BF大于1。蔬菜作物中,青蒜根部对甲基汞的富集能力最强,达到53.81,远高于其他蔬菜(BF 2.48-8.73)。水稻中,C组甲基汞富集系数(BF=12.28)远高于D组(BF=4.10)。(3)农作物和根际土壤中汞的分布和富集影响机制。蔬菜富集汞的能力与根际土壤中汞的分布密切相关,蔬菜根部总汞和甲基汞与根际土壤中总汞、甲基汞、有机结合态汞、残渣态汞呈显著正相关,与溶解态和可交换态汞呈显著的负相关。水稻根部甲基汞的分布与根际土壤中的甲基汞呈显著正相关(P0.05),与溶解态和可交换态汞呈显著负相关(P0.05)。水稻和青蒜(盆栽)生长过程中,土壤中残渣态汞和氧化物结合态汞均有所下降,可能向其他三种形态转化,从而更易被农作物吸收。盆栽实验发现,适量的氮元素的添加会促进青蒜对总汞和甲基汞的累积,硫元素的添加会抑制青蒜对甲基汞的富集,可能硫元素的添加降低了汞的生物有效性。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X773;X53;X503.231
【部分图文】：

的表层土壤主要分布在电厂的西北方向，并且在距离电厂ｌ－３ｋｍ处，土壤总汞??含量较高Ｉ５＇实际采样过程中根据农用地的分布对采样点位逬行调整，具体的采??样点位布置图见图２．２，本次实验采样点位分市距离电厂附近０－４．５ｋｍ处。采样??点经纬度分布和植物种类信息见表２．丨。本次实验采样点位共１８个，采集农作物??样品１２种，整株农作物６１份，根际土壤６１份。由于青蒜根系主要分布在土壤??耕０－２０?ｃｍ处，点位１?＃－１１?＃米集青蒜根际土以下的剖面土，分别为２０－５０ｃｍ、??５０－８０ｃｍ、８０－１１０ｃｍ〇??ｉｉ??

蔬菜?１９４ｆｅＲ，Ｌ?ＪＪ??图２．１燃煤电厂阑围环境汞污染概况??２．２样品采集与预处理??２．２．１样品的采集??结合课題组前期研究结果发现，受主导风的影响，燃煤电厂闾边汞含量较高??的表层土壤主要分布在电厂的西北方向，并且在距离电厂ｌ－３ｋｍ处，土壤总汞??含量较高Ｉ５＇实际采样过程中根据农用地的分布对采样点位逬行调整，具体的采??样点位布置图见图２．２，本次实验采样点位分市距离电厂附近０－４．５ｋｍ处。采样??点经纬度分布和植物种类信息见表２．丨。本次实验采样点位共１８个，采集农作物??样品１２种，整株农作物６１份，根际土壤６１份。由于青蒜根系主要分布在土壤??耕０－２０?ｃｍ处，点位１?＃－１１?＃米集青蒜根际土以下的剖面土，分别为２０－５０ｃｍ、??５０－８０ｃ

？浙江大学硕士学位论文??和Ｂ组辣椒（１－１１），发现辣椒累积的总汞明显高于青蒜。与此同时，对比同种??蔬菜，发现蔬菜根部吸收总汞的水平也存在较大差异。图３．１Ａ中，生菜（１２－１４）??叶片中总汞含量相当，但是其根部总汞的分布差异较大，可能与根际土壤中总汞??的浓度密切相关，实验发现Ａ组１２－１４的根际土壤中总汞浓度依次为２６５．１?ｕｇ／ｋｇ，??１７２．４ｕｇ／ｋｇ，?１０７．４ｕｇ／ｋｇ?〇??下表３．３是对根际土壤和蔬菜各组织中总汞含量展开描述性分析。从表３．３??中可以发现，Ａ、Ｂ两组蔬菜各组织中总汞分布规律均为：根＞叶＞茎＞果，且Ｂ??组的根和叶片中总汞浓度明显高于Ａ组蔬菜根和叶片中总汞浓度。可能与蔬菜??的生长时间有关，Ａ组叶菜类蔬菜的生长周期１－２个月，Ｂ类茄果类蔬菜生长周??期一般２３个月。Ａ姐蔬菜根际土壤中总汞的含量为０．２２±０．２２ｍｇ／ｋｇ，?Ｂ组蔬菜根??际土壤中总汞的含量为〇．?１３±０．０９ｍｇ／ｋｇ，青蒜根际土壤中总汞的浓度范围是??０．０９－１．０５ｍｇ／ｋｇ
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本文编号：2836617