多环芳烃污染土壤的植物修复比较及机理研究

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本文通过对五种花卉植物:1#紫松果菊(Echinacea purpurea)、2#翠菊(Callistephus chinensis)、3#法恩(Fawn)、4#火凤凰(Fire Phoenix)、5#苜蓿(Medicagosativa Linn.)进行室外盆栽实验,实验用土为我国最大的油田之一胜利油田的原油污染土与沈阳万柳塘公园的自然土混合配比之后的土样,采样时间分别为60天、120天、150天。通过对三个生长阶段植物种植前后土壤中8种多环芳烃污染物(荧蒽、芘、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽)含量的测定,结合4种根际土壤酶活性(多酚氧化酶(PPO)、脱氢酶(DHO)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT))的测定以及根际土壤理化性能(碱解氮、有效磷、阳离子交换量)的变化综合评估该五种供试植物对多环芳烃污染土壤的修复效能,以筛选出多环芳烃污染土壤的高效修复植物。主要研究结果如下:  1)盆栽培养150天后,4#火凤凰(Fire Phoenix)和5#苜蓿(Medicago sativaLinn.)表现出较强的PAHs去除能力。其中,4#火凤凰(Fire Phoenix)将土壤中四环PAHs污染物荧蒽和芘的浓度分别由种植前的1.19mg/kg和3.42mg/kg降低到了0.16 mg/kg和0.23 mg/kg,降解率分别为86.56%和93.27%;将五环PAHs苯并(a)芘由16.91 mg/kg降低到了0.08 mg/kg,降解率为99.53%;并且由于4#火凤凰(Fire Phoenix)的种植,土壤中其它5种被测PAHs污染物浓度达到未检出。同样5#苜蓿(Medicago sativa Linn.)与4#火凤凰(Fire Phoenix)具有相当的降解能力,对荧蒽、芘和苯并(a)芘的降解分别从种植前的1.5、0.92和9.93mg/kg降低到0.14、0.19和0.04 mg/kg,对其它5种PAHs的降解在150天时达到未检出。  2)植物种植后,多数供试植物根际土壤PPO、DHO和POD活性均呈上升趋势,酶促反应比较显著;到达150天时,其活性均处于下降趋势并最终达到平稳状态。  3)根据植物种植的三个阶段土壤中碱解氮含量的动态变化可以初步推断出i)植物生长必要的要从土壤中摄取所需营养元素,这很可能导致土壤养分的降低;ii)当摄取量小于和大于改善量时分别表现为提高和降低土壤理化性能;iii)如果需要植物长时间达到良好的生长状况,可以考虑向土壤中添加氮肥。  4)1#紫松果菊(Echinacea purpurea)在整个生长过程中对土壤有效磷的改善能力始终处于增强的趋势,而其它植物的峰值都发生在120天的生长阶段;4#火凤凰(Fire Phoenix)在提高土壤阳离子交换量方面表现突出。
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