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《黑炭對菲的土水界面行為及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文黑炭對菲的土水界面行為及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響姓名：王萍申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：土壤學(xué)指導(dǎo)教師：徐建明20120310摘要防治和修復(fù)土壤有機污染、保障土壤環(huán)境安全、以實現(xiàn)土壤資源的可持續(xù)利用是當(dāng)前全球關(guān)注的一個焦點。研究有機污染物在土壤中的環(huán)境行為及作用原理，搞清土壤組分與有機污染物的相互作用關(guān)系，解決有機污染土壤根際修復(fù)中關(guān)鍵的科學(xué)及技術(shù)問題，可為針對性地發(fā)展經(jīng)濟高效的土壤有機污染防治和修復(fù)實用技術(shù)提供理論依據(jù)。黑炭是自然界的一種天然吸附劑，由于具有較大比表面積，對多環(huán)芳烴等持久性有機污染物質(zhì)的吸附、解
2、吸、遷移、轉(zhuǎn)化、降解、殘留等環(huán)境行為有著重大影響。論文在評述有機污染物的黑炭吸附行為研究現(xiàn)狀、闡述有機污染土壤微生物修復(fù)的影響因素、修復(fù)過程中的黑炭效應(yīng)及黑炭修復(fù)機理的基礎(chǔ)上，以典型的疏水性有機化合物(HOCs)多環(huán)芳烴類有機污染物菲為研究對象，圍繞其在土壤不同組分的非線性吸附特征、控制條件下的消減動態(tài)、以及微生物學(xué)響應(yīng)規(guī)律等方面展開研究，主要結(jié)果如下：供試的9種土壤的理化性質(zhì)差異甚大。是從南到北呈現(xiàn)出明顯變化趨勢的地帶性土壤。FreundliCh方程可以更好地擬合地帶性土壤對菲的吸附數(shù)據(jù)，土壤對菲的吸附均表現(xiàn)出非線性。土壤有
3、機質(zhì)組分是影響土壤中菲吸附行為的重要因子，尤其是胡敏酸(HA)對菲的吸附能力起主導(dǎo)作用，但同時也受到無機組分及其性質(zhì)(陽離子交換量、眥含量)的影響。數(shù)據(jù)分析顯示文獻中報道的KoC值只適用于有機質(zhì)含量中等的土壤，因此認為在應(yīng)用線性經(jīng)驗常數(shù)及其推測Koc值等系數(shù)來表征吸附劑的吸附特性時須小心謹慎，在較低和較高的溶質(zhì)濃度下，基于簡單線性分配假說的推論可能導(dǎo)致對菲吸附行為的預(yù)測產(chǎn)生巨大偏差。添加黑炭后，土壤對菲的吸附數(shù)據(jù)均可用Fre_1111dlich和DRDM兩種方程進行擬合，結(jié)果表明兩種方程都能較好地描述菲的吸附行為，黑炭的添加大
4、大增加了土壤對菲的吸附能力。大部分Fre吼dlich方程擬合的吸附等溫線都呈非線性，表征非線性程度的n值均小于1。而線性方程幾乎不適用于描述添加黑炭的土壤對菲的吸附行為。隨著黑炭含量的增加，黑炭對土壤吸附菲的貢獻率隨之增加，當(dāng)土壤中有機質(zhì)含量較低時，添加黑炭對地帶性土壤吸附菲的過程起主導(dǎo)作用。黑炭添加量為1％時，黑炭基本上控制了低有機質(zhì)含量土壤對菲的吸附行為。以往大量研究表明，隨著黑炭添加量的增加，其Fre吼dlich擬合參數(shù)中表征非線性的n值呈逐步降低趨勢，即黑炭添加量越大，非線性程度越高。我們的研究結(jié)果表明，對于大部分的供
5、試土壤來說，隨著黑炭添加比例的增加，n值確實持續(xù)降低，但是對于有機質(zhì)較高的土壤，其本身含碳類有機分子就多，土壤中主導(dǎo)非線性吸附的“硬碳’’類有機質(zhì)與添加的黑炭之間產(chǎn)生競爭吸附，掩蔽了對菲吸附的總體位點，從而出現(xiàn)了在有機質(zhì)較高的土壤中，較高黑炭添加量并沒有導(dǎo)致n值進一步下降這一結(jié)果。菲的土壤解吸等溫線均能用Frcundlich模型進行較好的擬合，菲在同一黑炭添加量下吸附與解吸擬合參數(shù)存在差異，表明菲在添加黑炭土壤上解吸不是吸附的簡單可逆過程。結(jié)果表明菲在各土壤中的滯后系數(shù)HI基本大于0，反映了菲在各土壤中的解吸均存在一定程度的滯
6、后性。菲在有機質(zhì)較低的南方土壤中的解吸滯后較小，而在有機質(zhì)較高的北方土壤上的解吸滯后性略強。遲滯系數(shù)基本上隨著黑炭添加量的增加而升高。表明土壤添加黑炭后，吸附的菲被解吸的難度增加，解吸遲滯作用逐步加強。黑炭的添加顯著降低了菲在紅壤和黑土中的消解速率。同時，黑炭添加到有機質(zhì)含量及主要粘土礦物成分存在較大差異的紅壤和黑土后，由于兩者之間不同粘土礦物組分與黑炭形成特異的復(fù)合體，對菲的吸附／固持位點產(chǎn)生不同影響，從而導(dǎo)致了紅壤和黑土之間菲可提取態(tài)殘留的差異，即紅壤中黑炭添加量較高而菲的可提取態(tài)殘留卻較低這一特異性現(xiàn)象。紅壤與黑土兩種土
7、壤的磷脂脂肪酸主成分分析結(jié)果表明，在培養(yǎng)試驗中，時間因子是影響微生物群落結(jié)構(gòu)變異的首要因子，而黑炭添加占次要地位。但兩種土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)變異存在一定的差異。黑土磷脂脂肪酸主成分分析表明，第一主成分變異值占總變異的66．7％，遠遠高于第二主成分變異值得11．0％，表明在菲脅迫下，時間因子對黑土微生物群落結(jié)構(gòu)變異的影響占絕對主導(dǎo)地位。而紅壤中第一主成分變異值38．7％與第二主成分變異值27．0％相差不是很明顯。由此說明，對于不同的土壤，可能由于其自身固有微生物群落的明顯差異，導(dǎo)致黑炭添加情況下菲脅迫的微生物學(xué)變異機制也存在本質(zhì)
8、上的差異。黑土中較高含量的有機質(zhì)組分對菲的固持／鎖定可能是導(dǎo)致以上差異的根本原因。此外，研究還表明革蘭氏陽性茵相對于革蘭氏陰性菌、真菌和放線菌來說來說，較易受菲污染脅迫的影響，真菌和放線菌可能在降解土壤中菲的過程中起主要作用。關(guān)鍵詞：黑炭；菲：地帶性土壤；腐殖質(zhì)組分；非線性吸
