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《浙江大学》 2019年
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燃煤电厂周边农作物和根际土中汞的分布和富集特征

陈倩  
【摘要】:燃煤电厂排放出的汞迁移到地面并通过农作物累积进入食物链,从而危害人体健康。目前国内外关于电厂周边农作物和根际土壤中汞的分布和富集特征的研究有待进一步深入,本研究主要通过野外采集和测试电厂周边农作物各组织和根际土壤中汞的浓度水平,分析汞在农作物和根际土壤中的分布和富集特征,并结合室内盆栽实验探究N、P、S元素对汞在根际土壤中的分布和农作物中的富集的影响。开展燃煤电厂周边农作物和根际土壤中汞的分布和富集特征的研究对当地居民的农业生产和生活具有重大意义。采集的农作物样品主要分为蔬菜和水稻,将蔬菜分为以绿叶菜为主的A组和以茄果类为主的B组;将水稻分为C组分蘖期水稻和D组结实期水稻。研究结果表明:(1)农作物和根际土壤中汞的分布特征。农作物各组织中总汞的含量分布规律:根叶茎果,并且蔬菜的根部总汞含量高于水稻。甲基汞在农作物根部的分布规律:CADB。根际土壤中的总汞的浓度范围为0.03-1.05mg/kg,其中蔬菜中1 1.90%的点位超过我国农用地土壤风险筛选值(0.3 mg/kg),未超过我国农用地土壤污染风险管控值(4.0mg/kg),水稻的根际土壤中总汞含量均低于我国农用地风险筛选值。根际土壤中甲基汞的浓度范围是0.04-1.35ug/kg,水稻根际土壤中甲基汞的含量高于蔬菜根际土。农菜地剖面土壤中总汞浓度随剖面深度加深呈递减趋势。农作物生长环境发生改变,甲基汞的分布也会随之变化,C组根际土壤中甲基汞的含量为0.95±0.32ug/kg,高于D组根际土壤中甲基汞的含量(0.85±0.27ug/kg)。(2)农作物和根际土壤中汞的富集特征。蔬菜作物中,韭菜和辣椒根部对总汞的富集能力最强,富集系数分别为0.68、0.70,青蒜根部对总汞的富集系数为0.30。水稻作物中,D组水稻根部富集总汞能力(BF=0.31)较C组水稻(BF=0.25)更强。蔬菜和水稻均有较好的甲基汞富集能力,BF大于1。蔬菜作物中,青蒜根部对甲基汞的富集能力最强,达到53.81,远高于其他蔬菜(BF 2.48-8.73)。水稻中,C组甲基汞富集系数(BF=12.28)远高于D组(BF=4.10)。(3)农作物和根际土壤中汞的分布和富集影响机制。蔬菜富集汞的能力与根际土壤中汞的分布密切相关,蔬菜根部总汞和甲基汞与根际土壤中总汞、甲基汞、有机结合态汞、残渣态汞呈显著正相关,与溶解态和可交换态汞呈显著的负相关。水稻根部甲基汞的分布与根际土壤中的甲基汞呈显著正相关(P0.05),与溶解态和可交换态汞呈显著负相关(P0.05)。水稻和青蒜(盆栽)生长过程中,土壤中残渣态汞和氧化物结合态汞均有所下降,可能向其他三种形态转化,从而更易被农作物吸收。盆栽实验发现,适量的氮元素的添加会促进青蒜对总汞和甲基汞的累积,硫元素的添加会抑制青蒜对甲基汞的富集,可能硫元素的添加降低了汞的生物有效性。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:X773;X53;X503.231

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