再生水灌溉条件下壬基酚（含异构体）在土壤-小麦系统的环境归趋

发布时间：2020-11-14 18:52

　　 壬基酚(nonylphenol,NP)是一种典型的环境内分泌干扰物,在再生水中具有较高的检出率和检出浓度。本文通过大田桶栽实验,研究了NP及其12种同分异构体在土壤-小麦系统的分布富集规律;通过室内批实验方法,利用~(14)C同位素标记研究了土壤中NP的存在形态随生物降解过程的变化趋势;通过常规生物降解实验探讨了异构体生物降解与其结构的关系。论文得出主要结论如下:(1)以研究区再生水中NP浓度为基础,模拟再生水不同灌溉年限(50年、100年、150年、200年、300年)污染负荷得出,NP经口食小麦果实暴露的风险均为10~(-9)数量级,风险值较低。小麦成熟期NP在不同组织中的富集程度为:根叶茎果实。NP在室外自然条件下衰减的半衰期为75.25-128.11天,成熟期残留在土壤-小麦系统中的NP量仅占初始添加量的10%-28%。(2)NP 12种同分异构体在土壤和小麦中的分布具有特异性。总体而言土壤中NP同分异构体浓度越高,越易在土壤底层累积。小麦成熟期在土壤不同层位和小麦不同组织中浓度分布较高的异构体是NP3和NP11,浓度分布最低的是NP8。在小麦根中富集性较强的异构体是NP4、NP5和NP10,而在茎、叶和果实中富集性较强的是NP2和NP4。(3)NP在土壤生物降解过程中,~(14)C质量平衡回收率为70-92%。NP主要以结合态存在于土壤中,结合态比例占90.53%,经过34d后结合态~(14)C所占比例由65.43%增加到90.53%;完全矿化为~(14)CO_2的量占21.07%,甲醇可提取态和水溶态分别占3.07%和0.78%,水溶性部分最低,这也是大田试验小麦中NP浓度较低的原因。同时熏蒸实验表明,微生物体内水溶性~(14)C量由1.75%增加到3.01%,微生物能够起到增加NP结合态含量,降低可溶态含量的作用。(4)NP 12种同分异构体在土壤中的降解与其结构有一定相关性。异构体在土壤中的降解可以用一级反应动力学方程来描述,异构体在土壤中的半衰期与空间位阻指数和分子平均距离信息指数(I_(dw)bar)具有很好的相关性。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X132
【部分图文】：

壬基酚（nonylphenol, NP）是烷基酚（Alkylphenol）的一种，Alkylphenol是一类人工合成的化合物，属于持久性有机污染物（POPs）（Caldero′ n-Preciadoet al., 2011），具有毒性、持久性和生物累积性，同时由于具有雌激素活性而被认定为环境内分泌干扰物（EDCs）。EDCs 广泛存在于环境中，可以通过摄取、累积等各种途径进入生物内，对生物内分泌系统，特别是生殖系统造成严重影响，所以也被称为环境激素（Campbell et al., 2006）。EDCs 是一种新型环境内分泌干扰物，人类接触到 EDCs 的途径主要有食物、饮用水、空气、土壤和工业废物等。当前环境雌激素类物质己被确认的主要有酚类、多氯联苯类、邻苯二甲酸盐（或酯）（PAEs）、农药（如有机氯农药）、类固醇等。EDCs 包括具有雌激素活性的环境化学物质、内源性雌激素以及植物性雌激素等，其中具有雌激素活性的环境化学物质可分为以下几类：

1-2 NP 各同分异构体总离子流图（引自 British Standard BS ISO 24293:200.1-2 Total ion chromatogram of 4-NP（From British Standard BS ISO 24293:20 NP 同分异构体命名是按照出峰顺序。

1-2 NP 各同分异构体总离子流图（引自 British Standard BS ISO 24293:201-2 Total ion chromatogram of 4-NP（From British Standard BS ISO 24293:2 NP 同分异构体命名是按照出峰顺序。
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本文编号：2883840