植物根际对电子垃圾污染土壤中污染物分布和微生物多样性影响的初步研究

发布时间：2020-03-02 20:05

【摘要】：电子垃圾的快速增长及粗放型的电子垃圾回收方式所带来的社会、环境和健康等问题已经引起了全球各界的重视。汕头贵屿镇作为全国乃至世界上最主要的电子垃圾拆解区之一,其不规范拆解与不健全的电子垃圾管理制度导致了电子垃圾处理场地及其周边地区土壤复合污染严重,其主要污染物为持久性有机污染物(POPs)和重金属,而多种污染物的叠加,严重威胁到该地区的生态环境安全。本论文立足于电子垃圾污染场地种植植物(蔬菜)根际环境,采集了电子垃圾污染场地偷排区附近农田14种蔬菜的根际与非根际土壤样品,研究根际环境对复合污染土壤中多溴联苯醚(PBDEs)、新型溴代阻燃剂(NBFRs)、得克隆(DPs)和重金属在植物根际土壤中的分布、组成特征的影响,以及其对土壤微生物群落组成的影响,对土壤生态系统风险评价和微生物修复技术的发展提供线索和理论依据。主要研究内容和结果如下:依据中国土壤环境质量标准(GB 15618-2008)的二级标准与广东省土壤背景值,非根际土壤中Cu、Cr和Pb的算术平均值浓度分别是广东省土壤背景值的4.6、2.3和2.7倍,Cu和Pb的算术平均值浓度分别是中国土壤环境质量二级标准中最大允许值的1.6倍与2倍。非根际土壤中Cu与Cr、Pb两种重金属没有相关性,而Cr与Pb则具有显著的相关性(p0.01),说明土壤中的Pb与Cr污染可能具有同源性,Cu污染由其它污染源导致。根际土壤中总有机碳TOC与C u、C r、Pb三种重金属显著相关(p0.01),印证了总有机碳TOC使根际土壤具有更大的吸附能力和吸附容量的理论。在所分析的三类有机污染物(PBDEs、NBFRs、DPs)中,PBDEs浓度最高,然后依次为NBFRs和DPs;其中DPs含量与土壤背景值接近,说明本研究区域电子垃圾产品中以PBDEs和NBFRs为主。此外,可能由于植物的富集作用,致使PBDEs、NBFRs和DPs三类有机污染物在根际土壤中的浓度大多数高于其在非根际土壤中的浓度。进一步研究发现,BDE209和DBDPE是所检测到的浓度最高的两种化合物,分别占根际土壤中PBDEs和NBFRs的70%以上,BDE47是主要的低溴代PBDEs单体。大部分蔬菜(菜心、白菜等)的根际有助于把低溴代NBFRs进行降解,对高溴代NBFRs进行富集。番薯叶和萝卜等蔬菜根际土壤污染物含量都要低于非根际污染物含量,这与其在土壤中根系表面积较为巨大有关,可能有利于土壤修复。通过高通量测序技术研究微生物群落结构,鉴定得到了26个门类的细菌,832个属类的细菌。发现拟杆菌门(Bacteroidetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia)两个门的微生物的丰度在根际与非根际土壤样品中存在显著差异。微生物群落分析表明,相比根际土壤,非根际微生物群落结构更易受污染物影响,其中非根际土壤中的TBB,TBE,DBDPE三种有机物和重金属Pb对土壤微生物的群落结构组成影响最大,而根际土壤中微生物多样性基本不受污染物的影响,这表明植物根际能够降低污染物对微生物的影响,对微生物起了一定的保护作用,由此推测在污染环境中,植物能够增加微生物的数量,促进微生物的活性,增强微生物代谢,提高微生物对污染物的矿化降解能力,有利于植物-微生物联合修复污染土壤。
【图文】：

主要门类,根际土壤,微生物,电子垃圾

根际土壤样品中主要门类微生物（＞1%）

主要门类,微生物,根际土壤,样品

图 5-1 根际土壤样品中主要门类微生物（＞1%）ig.5-1 Major microbes(phyla) in rhizosphere soil samples(＞1
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X172;X53

【参考文献】