无机氟化物的水生生态效应研究

发布时间：2019-08-15 20:42

【摘要】：光伏产业链多晶硅料、多晶硅片、太阳能电池组件等高精密度产品生产过程中使用了大量的氢氟酸,因其难以重复利用,这些含氟化合物最终排放到光伏产业区周边,从而导致了严重的环境污染。本文针对光伏产业生产过程中产生的水环境污染问题,结合国内外对无机氟污染的研究进展,通过室内模拟试验,以淡水生态系统(内含微生物及水生动植物)为研究对象,探讨无机氟化物的水生生态效应。通过研究水生生态系统微生物群落(包括总菌及硫氧化细菌、纤维素降解菌、淀粉降解菌、有机磷降解菌和无机磷溶解菌五种功能菌)对无机氟化物污染的响应,从群落生态学的研究结果揭示出水生生态系统微生物群落在无机氟污染胁迫下的响应规律:无机氟化物对微生物的影响呈现出良好的时间-效应关系、浓度-效应关系和菌种-效应关系。低浓度氟化物("f1mg/L)处理对沉积物及水体总菌的生长具有促进作用。但在较高浓度氟化物(10mg/L)的处理中,微生物的相对数量随着时间的推移逐渐下降,并且氟化物浓度越高,微生物相对数量下降的越多。五种功能菌中,硫氧化细菌对氟化物污染最为敏感,适合作为无机氟化物的水生生态环境效应评价的微生物生态受体。纤维素降解菌较其他功能菌对于氟化物有更强的耐性,在后续的研究中可以进一步分离纯化,并致力于氟污染治理。通过急性毒性试验研究发现无机氟化物对淡水田螺—铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)不良反应的行为反应变化呈现明显的时间-效应和浓度-效应关系。低浓度氟化物("f1mg/L)处理对铜锈环棱螺无显著性影响,但较高浓度氟化物(≥10mg/L)对铜锈环棱螺的行为反应影响较大,且浓度越高,铜锈环棱螺的不良反应越明显。在水质硬度为214 mg/L(Ca CO3)、温度(24士1)℃的条件下,无机氟化物对铜锈环棱螺的48h LC50为233.55mg/L,72h LC50为81.04 mg/L,96h LC50为34.99 mg/L。基于96h LC50的安全浓度为为3.50mg/L。采用半静态式生物毒性试验方法研究了沉积物氟暴露对铜锈环棱螺的慢性毒性效应。结果表明,高浓度氟处理(≥135mg/kg)铜锈环棱螺的繁殖和新生铜锈环棱螺的生长受到明显的抑制(p0.05)。无机氟化物在铜锈环棱螺体内的累积量随着氟处理浓度的升高而升高,随着时间的推移亦不断增加,呈现明显的时间-效应和浓度-效应关系。铜锈环棱螺外骨骼组织累积氟的能力强于软体组织,新生铜锈环棱螺累积氟的能力强于成熟铜锈环棱螺。为完善无机氟化物的水生生态效应研究,本研究还以水生植物为研究对象,从典型植物生物量、生长高度及其累积特征的角度探讨了无机氟化物对水生植物的影响。结果表明无机氟化物对水生植物的生长存在一定的抑制作用,且抑制作用程度随着氟处理浓度的升高而增加,最终导致水生植物总生物量的显著降低(p0.05)。水生态系统中三种典型植物无机氟化物的耐受能力草茨藻水马齿眼子菜。此外,适宜浓度的无机氟化物对水马齿生长高度具有明显的促进作用。三种典型水生植物体内氟累积量均随着氟处理浓度的升高不断增加,水生植物对无机氟化物的累积量眼子菜水马齿草茨藻。水马齿各组织对无机氟化物的累积能力根组织茎组织叶组织。三种典型水生植物对无机氟化物的富集系数均远大于1,富集能力眼子菜草茨藻水马齿。
【图文】：

生态系统,污染物,物种群,绪论

南昌航空大学硕士学位论文第一章绪论1.2 污染物生态效应研究进展当污染物进入生态系统，参与生态系统的物质循环与信息传递，势必会对生态系统的组成、结构和功能产生影响，生态系统对污染物的响应即为污染生态效应。环境污染物对生态系统内生物种群和群落的生态效应直接关系到自然中各种生物和人类的生存与发展，因为各种生物和人类也是生态系统的重要组成部分，生态系统发生的不良效应会直接或间接的通过食物链影响或危害各种生物和人类的健康。污染物生态效应评价的基本内容如图 1-1 所示[5]，主要包括：①生态系统组成与功能变化；②污染物的理化性质及其毒理学效应。

技术路线图,课题研究,技术路线

南昌航空大学硕士学位论文第一章绪论1.4.2 研究内容本研究拟以淡水生态系统为研究对象，从水生生物的角度，以污染物对受试生物的毒性实验为切入点，，结合国内外对无机氟化物的研究进展，选取不同的试验对象，通过水体及沉积物氟暴露，对水生生物在无机氟污染中的反应和适应策略展开研究，探讨无机氟化物对水生生物的毒理学效应及积累规律，在行为、生长及形态变化等方面进行数据获取，拟得到可适用于无机氟污染风险预警生理学或行为学终点指标。具体内容包括：①研究水生生态系统微生物对无机氟胁迫的响应②无机氟化物对淡水田螺的急性毒性效应研究及安全浓度评价③研究无机氟化物对淡水田螺生长影响及其累积特征④研究无机氟化物对典型水生植物生长影响及其累积特征1.4.3 研究技术路线
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X171.5

【参考文献】