《课题研究-城市污泥对通菜-水稻土中邻苯二甲酸酯(PAEs)的累积效应研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课题研究-城市污泥对通菜-水稻土中邻苯二甲酸酯(PAEs)的累积效应研究（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、城市污泥对通菜-水稻土中邻苯二甲酸酯(PAEs)的累积效应研究城市污泥对通菜-水稻土中邻苯二甲酸酯(PAEs)的累积效应研究 126摘 要：城市污泥（简称污泥）是城市污水处理厂产生的亟待解决的城市固体废物对水稻土施用城市污泥和化肥盆栽通菜，应用GC/MS联机检测技术对通菜植株体和土壤中6种邻苯二甲酸酯化合物(PAEs)进行分析，探讨城市污泥对PAEs化合物在通菜植株体的含量累积情况和在土壤中的残留作用的影响。结果表明，各处理通菜中6种PAEs化合物的总含量(PAEs)在2.1297.111mgkg-1之间，依次为广州污泥化肥广州污泥佛山污泥佛山污泥化肥化肥空白对照；土壤中6种PAEs的PAEs
2、在7.667 40.025mgkg-1之间，平均为26.137mgkg-1，其高低次序为：佛山污泥广州污泥佛山污泥+化肥广州污泥+化肥空白化肥，显示了施肥造成通菜和土壤中PAEs不同程度的提高，且土壤中PAEs含量远高于对应处理的通菜中PAEs的含量。通菜对PAEs的生物富集系数(BCF)在0.090.34之间，不同处理的通菜对不同PAEs化合物的生物浓缩系数变化趋势不同。通菜和土壤中的PAEs均以个别化合物为主，不同处理的占优势化合物不同，显示出不同的分布特征。关键词：城市污泥；化肥；通菜；水稻土；邻苯二甲酸酯（PAEs）1 引言城市污泥（简称污泥）是城市污水处理厂产生的亟待解决的城市固体废
3、物，它通常含有丰富的氮、磷、钾和有机质，是良好的有机肥料资源，但也含有重金属、多环芳烃类（PAHs）、邻苯二甲酸酯类（PAEs）等有机污染物，需要妥善处置农用资源化是城市污泥最有前景的处置方法，有利于城市和农业的可持续发展8城市污泥的农用率在国外许多国家高达60%左右,但在我国还很低邻苯二甲酸酯类化合物(phthalic acid esters, PAEs)广泛用于塑料、汽车、服装、润滑剂和农药等行业PAEs在环境中稳定、持久，通常具有生物累积效应和放大效应，可进入食物链而危及人体的健康安全有6种PAEs化合物属于美国国家环保局(U.S. EPA)的“优控污染物”，其中有些还具有“三致”（致癌
4、、致畸、致突变）作用PAEs在环境中无处不在，在城市污泥中也普遍检测到1-8农用污泥中重金属和有机污染物对农业环境和农作物的影响是必须要解决的问题对于前者国内外都已进行了大量研究，但对于后者却较少1,6-8尤其是国内关于农作物和土壤中有机污染物累积效应的研究鲜见报道1,6,7,9，关于农作物的有机污染问题至今尚未引起人们足够的重视，如目前所谓“无公害蔬菜”的标准中仍缺乏PAHs、PAEs等微量毒性有机污染物的控制指标为此本文在温室条件下以水稻土施用城市污泥和化肥盆栽通菜(Ipomoea aquatic)，研究PAEs化合物在通菜植株体的含量累积情况和在土壤中的残留作用，为污泥农用资源化和生产“
5、无公害”蔬菜提供科学依据。2 材料与方法2.1 通菜盆栽实验供试通菜品种为白梗通菜土壤为水稻土，取自华南农业大学农场水稻田城市污泥为广州污泥(简称广污)和佛山污泥(简称佛污)，分别取自广州市大坦沙污水处理厂和佛山市镇安污水净化厂，其基本理化性质见表1。污泥中PAEs化合物的含量特征见另文8所用化肥为尿素(化学纯)、过磷酸钙(化学纯)和氯化钾(分析纯)盆栽试验在华南农业大学环境科学与工程系玻璃网室进行，设6个处理：空白对照、化肥、佛污、佛污+化肥、广污和广污+化肥，各有5个重复，随机排列每盆用土5kg，污泥施用量为10gkg-1土，化肥施用量分别为N：0.20gkg-1土，P：0.15 gkg-
6、1土，K：0.20gkg-1土1999年4月播种育苗盆栽前将土壤与污泥、化肥混合均匀后装盆，用去离子水将土浇到田间持水量，土干后将其倒出粉碎混匀再装盆从育苗床上移苗定植，每盆种植3株。盆栽过程中用去离子水浇淋，严禁使用农药种植39d后收割，用不锈钢剪刀从土表面将植株剪断，用去离子水轻轻清洗表面灰尘同时采集盆栽土壤，取样时将每盆土壤全部倒出混合均匀后，采用四分法，各取300g左右组成组合样，风干后粉碎过筛(1mm)备测。表1 供试城市污泥和土壤的基本化学性质项目有机质(gkg-1)全N (gkg-1)全P (gkg-1) 全K (gkg-1)有效N (mgkg-1)有效P (mgkg-1)速效K
7、 (mgkg-1)EC25 (mScm-1) CEC(cmolkg-1)pH(水:土=2.5:1)广州污泥298.4929.6013.3521.43125.381392.644712.001.90-佛山污泥354.1124.9826.8210.28123.711461.556355.172.25-水稻土 25.721.320.3815.6014.9844.79119.380.229.136.152.2 样品预处理与GC/MC分析2.2.1 样品预处理 样品的预处理参考Wang(1994)的预处理方法18通菜植株体样品先经二氯甲烷泡洗（1min），然后粉碎、烘干（4550），用乙醚进行索氏抽提2
8、4h；土壤样品（20g左右）用100mL丙酮/二氯甲烷（11，V/V）进行脱硫索氏抽提24h。上述提取液用无水硫酸钠脱水，在旋转蒸发仪上以50 rmin-1转速浓缩，再过无水硫酸钠-硅胶柱净化分离，用二氯甲烷洗脱洗脱液经浓缩后，转移到细胞瓶，稀释吹干，用二氯甲烷定容。2.2.2 标准样品 芘-d10和苯胺-d5标准溶液：分别作内标化合物和加标空白用邻苯二甲酸酯化合物混合标准溶液：浓度为500gml-1，包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸正二丁酯(DnBP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸正二辛酯(DnOP)和邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP
9、)共6种化合物配制工作标准液时，分别吸取混合标准液2.0、4.45和9.9l，并加入内标芘-d10标准溶液，用二氯甲烷定容至100l，即得浓度为10.0、22.25和44.45gml-1的工作标准溶液，其中内标浓度均为45.45gml-1以上标准物质均购自美国ULTRA Scientific, Inc., North Kingstown，RI.。2.2.3 GC/MS分析 GC/MS分析方法参考U.S.EPA 8270C方法气相色谱仪为HP 5890 II；质谱检测器为HP 5972A色谱柱：HP-1 25m0.22mm0.11m；载气为高纯氦气；初始压力35kPa，载气流速0.615mlmi
10、n-1，最终压力245kPa；采用不分流进样，进样体积为1l升温程序:初始温度45200(6.0min-1)300(8.0min-1)，进样口温度:250，检测器温度：280；溶剂延迟时间：3.00min；运行时间:39.33min质谱仪所用离子源为电子轰击源(EI)；电子倍增器的电压：1800eV，扫描质量范围：50550amu数据采集与处理系统为GC-MSD (5972A HP)化学工作站根据质谱特征离子及相对保留时间进行样品定性，并与仪器所附质谱库(Pripol.L，Nbs75k.L)的标样质谱图进行比较，其吻合度达80%,使用内标法定量。在空白中未检出目标化合物，可见整个实验流程对目标
11、化合物没有人为因素影响加标(芘-d10)回收率在65.42%87.74%之间。3 结果与分析3.1 通菜中PAEs化合物的含量分布3.1.1 通菜中PAEs化合物的总含量各处理通菜植株（简称通菜）中6种PAEs化合物的总含量（PAEs）在2.1297.111mgkg-1之间(表2)，依次是广污+化肥广污佛污佛污+化肥化肥空白表2表明，化肥处理的通菜中PAEs的含量比空白对照略有提高。与空白对照和化肥处理相比，佛污、佛污+化肥、广污和广污+化肥处理的通菜中PAEs的含量明显提高，其中广污、广污+化肥处理的通菜中PAEs的含量分别是空白对照的2.23倍和3.34倍，佛污、佛污+化肥处理的通菜中PA
12、Es的含量分别比空白对照提高了67.64%和55.24%与佛污和佛污+化肥处理相比，广污和广污+化肥处理的通菜中PAEs的含量也较高，其中广污+化肥处理的通菜中PAEs的含量约是佛污和佛污+化肥处理的2倍，广污处理的通菜中PAEs的含量分别比佛污和佛污+化肥处理提高了33.57%和44.26%这与两种污泥中PAEs的含量特征和植物的稀释效应等因素有关各处理通菜的生物量（g，鲜重平均值）分别为85.09c（空白）、132.18ab(化肥)、134.22ab(佛污)、142.29a(佛污+化肥)、109.60b(广污)、123.08ab(广污+化肥)（数据后含相同字母者为差异不显著，p=0.05）
13、佛污和佛污化肥处理的通菜生物量比广污和广污化肥处理的高，而佛山污泥的PAEs却比广州污泥的低9对于污泥和污泥+化肥处理之间，佛污+化肥处理的通菜中PAEs的含量比佛污处理略有降低，而广污+化肥处理的通菜中PAEs的含量则比广污处理提高了49.17%，这可能与污泥的性质如微生物特征、可溶性有机碳含量等因素有关，有待进一步研究。表2 各处理通菜中PAEs化合物的含量 (mgkg-1干重)化合物空白化肥佛污佛污+化肥广污广污+化肥邻苯二甲酸二甲酯(DMP)0.0150.0140.0130.0760.0300.026邻苯二甲酸二乙酯(DEP)0.0120.2050.1010.1960.1230.164
14、邻苯二甲酸正二丁酯(DnBP)0.3710.2760.1831.8510.2950.475邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)1.7341.0511.8350.2543.3292.206邻苯二甲酸酯双(2-乙基己基) (DEHP)ND 1）0.5630.7200.0010.4942.091邻苯二甲酸正二辛酯(DnOP)ND0.5290.7170.9270.4962.152PAEs 2）2.1292.6383.5693.3054.7677.111注：1) ND:未检出,检测限0.007gkg-1；2)PAEs为6种化合物含量总和3.1.2 通菜中单个PAEs化合物的含量由表2可见，除了空白对照通菜中有
15、两种化合物（DnOP和DEHP）未检出外，各处理通菜中6种PAEs化合物均被检出含量较高的化合物主要是BBP，在各处理通菜中的含量均大于1.0mgkg-1（佛污+化肥处理的通菜除外，仅为0.254mgkg-1），最高达3.329mgkg-1其次是DEHP，在各处理通菜中的含量几乎都大于0.50mgkg-1（但在空白对照中未检出），最高达2.152mgkg-1DnOP在空白对照通菜中未检出，在佛污+化肥处理的通菜中仅为0.001mgkg-1，但在其它处理通菜中的含量几乎都大于0.50mgkg-1，最高达2.091mgkg-1DnBP在佛污+化肥处理的通菜中含量高达1.851mgkg-1，但在其它处理的通菜均低于0.50mgkg-1 DMP和DEP在各处理通
