多环芳烃在藏东南森林土壤中的分布、迁移及其生态风险评价

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:godman007
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多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)具有毒性、半挥发性、生物蓄积性以及持久性等特点,广泛存在于各类环境介质中,可沿食物链和食物网在生物体内富集,会对生态环境以及人体健康造成危害。PAHs会随大气环流等途径在全球范围内进行迁移,在迁移过程中不断发生“蒸发-沉降”,最终沉积在极地和高山等偏远地区。藏东南地区具有海拔较高,森林覆盖程度较高,人口稀少等特点,研究PAHs在其脆弱生态系统的分布,可以更好的理解其迁移规律,同时也为全国森林土壤中的污染分布情况进行补充。本论文主要围绕多环芳烃在藏东南地区几类森林土壤层中的分布特征及其造成的生态风险展开研究。不同类型的森林会对土壤中多环芳烃含量、富集状态、迁移变化和降解等环境行为可能造成不同影响,研究采集高山栎林、冷杉林、桦树林、云杉林四种类型森林的土壤样品以及两个草地土壤样品(对照),采取加速溶剂萃取(ASE)的方法提取土壤样品中的多环芳烃,然后用GC-MS进行样品的定性定量测定,分析不同森林土壤层样品中多环芳烃的分布、不同组分的多环芳烃沿各森林土壤剖面的分布、沿森林土壤垂向的迁移特征、影响因素以及多环芳烃对森林土壤造成的生态风险进行评价。研究表明高山栎林、冷杉林、桦树林和云杉林土壤中总多环芳烃的浓度均处于131-1272 ng/g之间,平均浓度为737 ng/g,其浓度含量均与该地区的相关报道一致。多环芳烃总浓度在各森林土壤剖面的分布情况存在差异,高山栎和桦树林土壤中,多环芳烃均在土壤的腐殖质层被富集固定,冷杉林土壤中多环芳烃在矿物质层的含量较高,云杉林则在腐殖质层与矿物质层界面存在多环芳烃浓度升高的情况。说明不同森林土壤对多环芳烃的富集固定能力存在着差异,这与森林土壤有机质、含水量和微生物降解等均有相关关系,有机质能吸附固定多环芳烃,含氮量的变化影响微生物对多环芳烃的降解,另外多环芳烃还可通过淋溶作用沿森林土壤垂直方向发生迁移。最后,本文运用多环芳烃的污染水平分类,发现相对应于藏东南草地土壤,各森林土壤中多环芳烃均处于重度污染,因此针对藏东南森林脆弱系统的多环芳烃生态风险评价应该引起重视。本文又借助于致癌性最高的Bap的毒性,运用Bap的毒性当量浓度(Toxic Equivalent Quantity,TEQBap)估算出多环芳烃对森林土壤的总毒性,发现森林土壤中多环芳烃的总毒性与多环芳烃在森林土壤中的含量相一致。并进一步介绍可利用森林土壤中的可预测无效应浓度来评价多环芳烃的生物毒性,扩展了森林土壤中多环芳烃的生态风险评价方法。研究结果期望为森林土壤多环芳烃污染防治,特别是藏东南脆弱的生态系统污染防治提供数据支持,为制定多环芳烃森林土壤污染防治和生态修复对策提供参考。
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