五氯酚在根际土壤中的积累、分布、消减行为及其对微生物群落结构的影响研究

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1、浙江大学博士学位论文五氯酚在根际土壤中的积累、分布、消减行为及其对微生物群落结构的影响研究姓名：塔希尔MalikTahirHayat申请学位级别：博士专业：土壤学指导教师：徐建明20120310摘要随着工农业生产特别是高度集约化农业的迅猛发展。各种化学污染物从多种渠道进入人们赖以生存和发展的土壤环境，其中毒性高、环境释放率大、影响面广的持久性有机污染物(PersistentOrganicPollutants，POPs)由于其具有致癌、致突变和致畸作用而备受关注。其中五氯酚(Pentachlorophenol，PCP)是具有代表性的一类持久性有机污染物，P

2、cP被广泛用作稻田的杀菌剂、除草剂等，对农产品质量和人体安全构成威胁。因此。研究PCP在水稻根．土界面的行为对PcP污染土壤的修复具有重要的理论和现实意义。本论文以PCP为目标污染物，水稻为供试作物，采用新型Clark徼电极法，研究了控制条件下水稻根．土界面的供氧量、pH及Eh的动态变化：采用盆栽实验，研究了PCP降解的二种中间产物3，5-DCP(3，5-二氧酚)、2，4，6．TCP(2，4，6．三氯酚)和PCP对水稻叶片和根细胞中抗氧化酶、过氧化物酶、细胞微结构变化及其消减脱氧过程的影响：采用特殊的多隔层三室根箱法，研究了PCP在水稻厌氧．好氧根际环境

3、中的降解行为：为了进一步了解水稻根系在促进PCP消减过程中的作用，我们继续采用根箱法，对水稻根际环境中的PCP不同提取态和徼生物群落结构的变化进行了深入探讨，获得如下主要结果：(1)利用Clark徼电极，监测了控制条件下水稻根系泌氧量、pH及Eh的动态变化，48小时连续监测结果表明。水稻根系通气组织释放的氧气是影响根际pH、Eh变化的重要因素。我们发现，在光强为48500Lux的中午12：30．13：00时，水稻根际的氧气浓度(88％)显著高于其它时间段，同时，Eh也表现出较高的水平(230．43mv)。水稻根系氧气浓度和Eh的变化显著影响根际的pH。当

4、光强为0的夜间21：00时，水稻根际的氧气浓度最低，仅为0．41％。夜间23：00，由于根际氧气的不断扩散和消耗，Eh最低(138．76mv)。此外，我们发现控制光强条件下。水稻根系的氧气舍量显著不同于自然光照条件。当光照强度控制为16000LuX时的最大氧气舍量仅为35％，明显低于自然光照条件。(2)分别以3，5-DCP、2，4，6-TCP和PCP为研究对象。探讨了不同污染物在水稻根际中的降解行为，并于20天、40天采样时期研究了3，5．DCP、2，4，6．TCP和PCP胁迫对水稻叶片和根细胞中抗氧化酶、过氧化物酶及细胞微结构变化的影响。结果表明，受3

5、，5．DCP胁迫，水稻叶片和根系细胞的细胞膜受到严重损害，叶和根中MDA活性显著高于对照处理，分别为33．60和41．80nmol(g舳)一。SOD、POD及APx活性也表现出于MDA相同趋势，均显著高于对照处理(p5mm)的划分。研究了PcP在水稻(D脾口s口打wL．)根际厌氧．好氧

6、界面的消减行为，同时，为了更深人揭示PCP还原脱氯过程，我们监测了根际中电子受体和电子供体的变化。结果表明。受水稻根系的影响，在两个污染水平(20士O．5和45土0．5mgPCPkg。1)，距寓根表3mm处均表现出PcP的最大消减水平，同时，在3mm处，s042。。Cl-。N03’和NH4+的浓度显著不同于其它毫米级根际土壤(∥0．05)。在未种植物的对照处理中，PCP的消减效率6在距离根表不同毫米级则没有显著差异。且两个污染水平下的消减率显著低于水稻处理(66．O％和64．5％)。此外，通过进一步相关性分析得出，PCP消减效率与s042。、N03。及F

7、e3+显著负相关(p

8、．X％和29．X％。DCM提取态PCP则在5mm处表现出显著差异，其消减效率分别