（环境科学专业论文）基于分配理论的土壤—植物系统氯代苯生物富集规律研究.pdf

硕士论文 目录摘要 a b s t r a c t t h em a i np a t h w a y sb yw h i c h o r g a n i cp o l l u t a n t se n t e rp l a n t s ，f a c t o r si n f l u e n c i n g b i o c o n c e n t r a t i o ni np l a n t ，a n dt h ec o r r e s p o n d i n gm o d e lw e r er e v i e w e di nt h i sp a p e r i na d d i t i o n t h ec o n t e n ta n ds i g n i f i c a n c ei no u rr e s e a r c hw e r ea l s op r o p o s e d ， an e wm e t h o do fd e t e r m i n a t i o nc b si np l a n ta n ds o i lw a s d e v e l o p e do nb a s i so f l i t e r a t u r e ，a n dt h en e w m e t h o dw a s t i m e - s a v i n ga n ds i m p l e s e a s o nv e g e t a b l e sa n dt e at r e e sw i t h4 0 - y e a rl i v e sw e r ec h o s e na sr e p r e s e n t a t i v e o fp l a n t ，t h ed i s t r i b u t i o no ft h ef o u rc b s ( m d c b 、o - d c b 、p d c b 、1 ，2 ，4 一t c b ) b e t w e e ns o i l p l a n ts y s t e mw e r ea n a l y z e da n dt h eb i o c o n c e n t r a t i o no fc b si np l a n t s a n ds e e d sw a sa l s od i s c u s s e di nl i g h to f p a r t i t i o n - l i m i t e dm o d e l t h er e s u l ts h o w e dt h a tm d c b 、o d c ba n d1 , 2 4 - t c be x i s t e di nt h es o i l p l a n t s y s t e m ，a n dm d c b o d c b i ，2 ，4 一t c b t h er a n g eo fc o n c e n t r a t i o ni n s o i lw a s 2 5 3i _ t g k g ，c a l c u l a t e di na r yw e i g h t ，a n d2 5 0 9 9 k g ，c a l c u l a t e di nw e tw e i g h ti n p l a n t t h ec o n c e n t r a t i o no fc b s i nt h ed i f f e r e n tv e g e t a b l ep a r tw a sr o o t l e a f s t e m ( w i t ht h ee x c e p t i o nt h a tf o rr a d i s ha n dc a r r o t ，l e a f s t e m r 0 0 0 ，a n dr o o t s t e m l e a f f o r t e a t r e e t h e r a n g e o fb c f ( b i o c o n c e n t r a t i o nf a c t o r ) i n p l a n t w a so 1 4 8 ，a n d b c f 。e e d b c f t e a 口e e b c f 。g e t a b i e f o rb c f ( 1 i p ) ( 1 i p i d n o r m a l i z e db i o c o n c e n t r a t i o n f a c t o r ) ， k o 。 b c f ( 1 i p ) 。【b c f ( 1 i p ) 5 m 。 b c f ( 1 i p ) l c a f i n v e g e t a b l e s ， k o , 声b c f ( 1 i p ) m o t = b c f ( 1 i p ) s b c f ( 1 i p ) l e a fi n t e at r e e ，k 庐b c f ( 1 i p ) s c c d si ns e e d s t h e r a n g eo f i o g b c f ( 1 i p ) i n p l a n t w a s l 5 3 9 ，w h i c h w a s l o w e r t h a n l o g k o w b i o c o n c e n t r a t i o no fc b si np l a n tw a sa p p l i c a b l ef o rp a r t i t i o n - l i m i t e dm o d e l ， w h i c hs h o w e dt h a ta b s o r b i n gc b sb yr o o ti st h em a i np a t h w a yi nw h i c hc b se n t e r p l a n t t h eq u a s i e q u i l i b r i u mf a c t o r ( a p t ) w a sd p t 矿a 岬 ，a p t d c b c b b i o c o n c e n t r a t i o no fc b si np l a n ti sr e l a t e dt ok o 。，l i p i dc o n t e n t , a n dt h ea g eo f t h i s p l a n t k e y w o r d s ：c h l o r i n a t e db e n z e n e s ，a c c u m u l a t i o n ，v e g e t a b l e ，t e a ，s o y b e a n ，m a i z e 垫兰旦堡卜毕业喧文基于分配理论的士壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 第一章前言 有机化学物质的应用使人类社会取得了空前的进步，但同时也带来了各种环 境问题，威胁人类的健康与安全。根据经济合作发展组织( o e c d ) 发布的数据， 全球每年合成化学物质与合成材料的工业生产量超过3 亿吨。我国每年约有2 2 0 0 万吨的有机污染物进入环境中。研究有机污染物主要目的是通过对合成有机物在 环境中迁移与转化的环境过程及其对生物体的生态效应的研究，确保有机化合物 不会破坏人类生态系统循环。 在有机化合污染物的实际环境行为的定量表征系统中，化合物的分子结构是 预测化合物环境行为的前提和基础，由此可探讨与之相关的化学物质性质与反应 性、迁移、分配、归趋以及生态效应。 1 1 有机污染物在植物中的富集 有机污染物根据其在环境中的易降解程度可分为持久性污染物和非持久性 污染物。持久性有机污染物毒性强，在环境中难以降解，且辛醇一水分配系数高， 能够在大气环境中长距离迁移并能沉积于地球，在生物体内大量富集，从而通过 食物链进入人体。联合国发展规划署( u n d p ) 国际公约中首批控制1 2 种p o p s ( 持 久性有机污染物) 包括艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、d d t 、氯丹、六氯苯、灭蚁 灵、毒杀芬、七氯、多氯联苯( p c b s ) 、二恶英和苯并呋喃( p c d d f s ) 。这些p o p s 能够在环境中逐步缓慢降解为小分子的非持久性物质。 污染物在植物中的富集常用生物富集系数( b c f ) 来表示，指达到平衡时化合 物在生物体中的浓度与在环境( 水体) 中浓度的比值。 有机氯农药在番茄中的富集研究表明，0 一1 5 l 天内h c h 、d d t 、d d e 在根部的富 集系数为0 7 一1 8 5 ，其中0 1 5 天中富集系数最高“1 。而水稻对多氯联苯没有明 显的生物富集作用“1 。植物细胞( 如金鱼藻) 可以通过细胞壁主动吸收作用使水中 草甘膦逆浓度梯度向胞内运转并积累。”，1 - - 3 d 内生物富集作用十分显著，随后 在细胞内不断累积；2 0 d 时金鱼藻的生物富集系数比药后1 h 时高达1 3 倍以上，见 表1 3 。邻苯二甲酸酯作为塑料添加剂而在环境中大量存在，用含3 7 m g k gd b p 的 污泥在每顷土地上种植5 t 大麦，结果在收获的大麦中，所含的d b p 浓度为0 1 1 6 m g k g ：活性x 一3 b 红染料在植物中有中等水平的富集b c f 为2 5 2 1 4 0 9 4 ”。 表卜3 ”c 一草甘膦在模拟水生生态系统中的分配富集系数 一t a b l ei - 3 b i o c o n c e n t r a t i o n f a c t o r s o f 4 c - g l y p h o s 。a t e i n a q u a t i c s y s t e m 体系 取样间隔时间 l hl d 3 d5 d l o d1 5 d 2 0 d 水一金鱼藻 2 0 84 4 3 7 0 6l o 9 l 1 5 1 82 0 0 62 7 9 6 氯代苯类化合物( c b s ) 是一类重要的化工原料和农药中间体，可以通过挥发 或者农药的降解而进入环境中。在中国，1 9 9 4 年c b s 生产能力己达1 7 5 万吨 年，跃居世界第一位。c b s 具有较高的毒性，一氯苯( m c b ) 、对二氯苯( d d c b ) 、 间二氯苯( m d c b ) 、邻二氯苯( o d c b ) 、l ，2 ，4 一三氯苯( 1 ，2 ，4 - t c b ) 、六氯苯( h c b ) 己被美国国家环保局列为优先控制污染物删。 迄今为止，c b s 在大气”1 、水、蔬菜。1 、底泥“、污泥1 中均已检出。 其中，二氯苯( m d c b 、p - d c b 、o d c b ) 和三氯苯( 1 ，2 ，3 - t c b 、l ，2 ，4 - t c b 、 l ，3 ，5 - t c b ) 存在范围最广，环境中的含量也较高，见表卜1 。四种典型c b s 的基本物化参数见表1 2 。环境中低分子量的c b s 主要以气态形式存在于环 境中，并且可以通过气流扩散进行远距离输送“”。研究表明，c b s 能够在土壤 中长期滞留1 ，并且能够在胡萝h 中产生一定的富集“。 表卜1 环境各介质中c b s 含量表 t a b l e1 一1 t h ec o n c e n t r a t i o n so fc b si nt h ee n v i r o n m e n t + ：“一”，米测定；“n d ”低于检测限 2 0 0 4 届倾l 毕业论文基于分配理论的土壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 表卜2 c b s 的基本理化参数丰 t a b l e1 2 b a s i c p a r a m e t e r so fc b s l o g b c f 。指经脂肪标准化的富集系数见文献“6 ：l g k 。见文献“”：其余见文献i 富集在植物中的有机污染物，一方面因物质本身有毒有害而影响人类的食品 安全；另一方面，某些植物对有机化合物的吸收与超积累，又为污染土壤提供了 植物修复的技术途径。 1 2 基本的植物富集理论 1 2 1 污染物进入植物的途径 有机污染物主要通过三种途径进入植物：( 1 ) 根从被污染土壤中吸收污染物， 然后进入木质部而在植物中进行迁移( 木质部通过蒸腾作用把水从根部转移到叶 部) ；( 2 ) 有机污染物停留在空气中，或吸附在大气颗粒物上，被植物表皮或表 皮气孔吸收，进入韧皮部而在植物中迁移( 韧皮部把光合作用产物转移到根部和 植物的其它部位) ：( 3 ) 土壤颗粒物上的污染物吸附到植物表面，在表皮停留或 者穿透表皮进入植物体内。几乎所有的植物吸收现象都是这三种途径的综合，并 影响植物中污染物的浓度“。 这几种途径由哪个占主导地位，取决于污染物的物理化学性质，土壤特性和 植物类型1 。b e a l l 。“建立了一种新方法来区别农药在植物脉管系统的运动和在 气相中的运动。f r i e s 。”用相同的方法发现p c b s 主要是由气相进入植物芽的，而 不是通过根吸收和迁移。不同种类的植物对p o p s 的吸收机制是不同的。m c c r a d y 翌塑鱼1 坚兰堂业论文基于分配理论的土壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 等研究发现，2 ，3 ，7 ，8 一c l t d d 在豆类和玉米作物中的积累与其根部吸收和迁移无 关“3 ，p c b s 在大豆、蚕豆、西红柿和黄瓜中的积累与根部吸收迁移无关。“：但 是，h u l s t e r 等观察到黄瓜类植物能从土壤中很快地吸收p c d d f s ，并使其迁移 到枝叶和果实”。 许多研究显示，p c b s 在植物中的浓度与土壤中的浓度关系不大，表明大气 沉降是p c b s 进入植物的主要渠道。p c d d f s 从土壤中挥发，最后通过大气沉 降，尤其是干空气沉降吸附到地面以上的植物部位，被证明是一条比根部吸收和 迁移更重要的吸收途径”“。据报道。“，干空气沉降是c l 。一c 1 。d d f 进入植物的主 要途径，而湿沉降和( 或) 颗粒物干沉降则对c l ，一c l 。d d f 比较重要。 1 2 2 污染物植物富集的影响因素 ( 1 ) 污染物的物理化学性质 有机污染物的理化性质，包括辛醇一水分配( 1 ( 。，) 、水溶解度、蒸汽压以及 亨利系数都能影响植物对污染物的吸收及累积，并以k 。最为明显。植物易吸收环 境中的中等亲水性有机污染物( 辛醇一水分配系数为l o g k 。= o 5 3 0 ) ，这是因 为疏水性有机化合物( 1 0 9 k 。 3 0 ) 易于被根表吸附而难以被运送到植物体内，而 易溶于水的( 1 0 9 k 。， 果皮 根 茎 叶。另外，萝h 也能吸收土壤中的c b s ，进而在根部和叶子中 产生累积；对于不同的c b s ，t c b 在萝h 根部内部积累最多，而较大分子量的t e c b s 在萝p 的叶部和根皮中累积最多“。水稻不同部位中多氯联苯的含量相差很大， 其中浓度分布顺序为稻叶 稻壳 稻杆 糙米。3 。 水稻、小麦、大豆和萝h 地下部分对活性x 一3 b 红染料的积累比地上部分超 出l o 倍以上，尤其以根部作为食物的萝h 更为明显”1 表现为根 茎秆 叶 籽 实( 不含壳) 。 研究表明。，植物部位和季节是影响植物内部及土壤p a h s 浓度的重要因素； r e i k on a k a g a w a 对叶菜类蔬菜进行了更细微的区分，按叶、茎、茎根连接处、 主根、次根分别测定，结果发现，叶中二恶因类含量比茎高，但比根中的含量低 l ：i 刚 挥发性有机污染物在叶子中的生物富集可以用空气一辛醇分配系数来预测， 可以认为挥发性污染物仅吸附在植物叶子的脂肪组织中“1 。 2 0 0 4 届硕士毕业论文 基于分配理论的土壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 1 2 3 污染物植物富集的模型研究 ( 1 ) 双组织模型 k i j u n es u n g 。”。建立植物双组织模型，这个模型把植物分成芽体( 可以被收 割的部分) 和根( 污染物积累渠道) 两部分。实验结果表明，植物污染和土壤的 植物修复取决于土壤性质如土壤有机碳含量，污染物物理化学性质如辛醇一水分 配系数，以及植物性质。影响植物污染的最重要因素是生物利用度( 水相中污染 物的量土中污染物的总量) 。生物利用度提高，芽部和根部的污染物浓度也将提 高，而i ( ( _ 。和s o m 含量对生物利用度有决定性作用。 ( 2 ) 分配限制模型 植物根部从污染的土壤中吸收污染物大多是一个被动的过程，化学物质快速 进入根的表面并在根的空隙处积累，然后慢慢地进入活细胞的外层，到达植物的 脉管系统。c a r y l ”的分配限制模型认为，土壤中能被植物吸收的有机污染物有效 浓度取决于土壤孔隙水中的浓度，而这不仅与土壤中的浓度有关，更与土壤的有 机质含量有关；分配平衡系数与植物吸收污染物的能力和水的转运量有关：对于 l g k 。大于3 0 的强疏水性物质，主要富集在脂肪组织中。 分配限制模型综合考虑了化合物的特性( i ( o ，) 和生物本身的生理特性，将准平 衡系数a 。引入到模型中，作为生物富集所达到的平衡状态，具有广泛的适用性。 简述如下： c ，= c 。f 。k 。 c o t = q 。c ，l f ，+ f 。h k 。h + f 。k 1 fp c 。：土壤水中的浓度；c 。：土壤中的浓度；f 。：土壤中有机碳含量：k 。：有 机碳标准化土壤一水分配系数；c 一植物中的浓度：a “准平衡系数，表示达到 平衡的程度；f “植物中水的含量；f “植物中纤维素的含量：k “纤维素一水中 的分配系数；f 。：植物中脂肪的含量；k 。：脂肪一水分配系数，计算时可用k 。 代替。 该模型分析了农药、杀虫剂、氯代烃、d d t 和d i e l d r i n 等对生长在水或土 中的大麦根、大麦种子和一些根类作物的污染，以及各种p c b s 同系物对水下植 物的污染数据，结果证明，植物脂肪的分配主导了植物对亲脂性物质的吸收，且 2 0 0 4 届硕士毕业论文 基于分配理论的土壤一植物系统氯代苯生物富集规律研究 准平衡因子a 。和i ( o 。成反比。 1 3 研究目的与内容 本文将从野外实际环境出发，研究优先控制污染物c b s ( 包括m d c b 、 p - d c b 、o d c b 、1 , 2 ，4 一t c b ) ，在土壤一植物系统中及植物不同部位间的分布，同 时研究其在种子中的累积规律，分析其生物富集与植物脂肪含量、污染物k 。的 关系，并运用分配限制模型进行理论探讨，为农产品安全生产提供科学的依据， 并为持久性污染物的植物修复提供技术参考。 2 0 0 4 届硕士毕业论文基于分配理论的土壤- 植物系统氯代苯生物富集规律研究 2 1 实验材料 第二章材料与方法 大豆、玉米( 购于杭州市种子公司) 、c b s 标准品( p d c b 、m d c b 、o d c b 、 l ，2 ，4 - t c b ，s i g m a a l d r i c h 公司，纯度9 8 以上) 、正己烷( a r ) 、丙酮( a r ) 、 层析硅胶( a r ) 、无水硫酸钠( a r ) 、盐酸( a r ) 乙醚( a r ) 、石油醚( a r ) ； 高速组织捣碎机、离心机、层析柱、气相色谱仪、元素分析仪( c a r l oe r b a 1 1 1 0 型) 、氮气吹脱仪( n e v a p i l l 型) 2 2 实验方法 2 2 1 室内富集实验 采用半静态法研究种子中c b s 的富集，简单表述如下：取2 9 大豆或玉米种 子，分别放入各锥形瓶中，加入一定浓度c b s 水溶液，在1 ，3 ，7 ，2 4 ，4 8 ，9 6 小时后测定种子及水溶液中的c g s 含量，并每1 2 小时换水一次，设三个平行样。 2 2 2 野外实验 蔬菜样品采集：按杭州市环境功能分区选取三个地区：西湖区转塘镇南 村现代农业示范区、江干区九堡村蔬菜基地( 靠近四堡污水处理厂和大地固 体废弃物处理中心) 、杭海路( 七堡段) 两侧( 属于九堡镇) 的蔬菜基地，见 图2 1 。在冬夏两季采集成熟期的菠菜、芹菜、白菜、胡萝h 、白萝h 等时 令蔬菜，每个地区采集4 - - 5 个点并混合，同时采集土壤样品。 茶叶样品采集：选取杭州市典型茶叶种植基地梅家坞某茶园，茶树生长 4 0 年以上，按距离交通线l o m 、5 0 m 、5 0 0 m 采集老叶、茎、根，并同时采集 土壤样品。 2 0 0 4 届硕士毕业论文 基于分配理论的土壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 l # ：转塘；2 # ：杭海路；3 # ：九堡；4 # ：梅家坞茶叶 图2 一l植物、土壤采样位置示意图 f i g2 - ls a m p l i n gs i t e sf o rv e g e t a b l e sa n ds o i l s 2 2 3 测定方法 2 2 3 1 植物中c b s 的测定 ( 1 ) 植物样品的预处理 植物中c b s 的测定方法是在文献报道。1 的基础上进行适当的改进，简述 如下，选取新鲜的植物样品，用蒸馏水洗净，并将根、茎、叶各部位分离：取 洗净的植物样品5 0 克，放入高速组织捣碎机中，并加入5 0 m l 蒸馏水匀浆。 匀浆后取2 0 克，置入5 0 m l 离心管中，加入提取液( 1 0 丙酮一正己烷) l o m l 混匀浸提，离心( 3 0 0 0 转分) 5 分钟后，将上层有机相转入带刻度的试管中， 重复提取一次，氮气吹脱至i m l 左右。经装有l 克硅胶的层析柱层析后，用 诈己烷淋洗至5 m l ，再浓缩至i m l ，供气相色谱测定。 ( 2 ) 土壤样品的预处理 取1 0 克风干的土壤样品，置入5 0 m l 离心管中，加入提取液( 1 0 丙酮一 正己烷) l o m l 混匀超声提取1 小时，离心( 3 0 0 0 转分) 5 分钟后，将上层 有机相转入带刻度的试管中，重复提取一次，浓缩净化与植物样品相同。 ( 3 ) 色谱条件 s p 2 0 0 0 型气相色谱( 山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司) ，p e g 2 0 m 毛细管 柱( 3 0 m * o 5 3 r a m ，购于s u p e l c o ) ，n i “电子捕获检测器 2 0 0 4 届硕上毕业论文基于分配理论的土壤一植物系统氯代苯生物富集规律研究 检测器2 4 0 ，汽化室2 4 0 ，柱温9 0 。载气流速9 2 m l m i n ，尾吹 流量5 5 m l m i n 。进样量为8 岖。 混合标准物质的分离图谱如图2 2 ，表明四种c b s 能够较好的分离。 + 混标浓度：m - d c b 和0 - d c b 为i m g k g ，p - d c b 为2m e c k g ，1 ，2 , 4 - t c b 为0 2m 蚝 图2 2 混合标准物质的分离图谱 f i g2 - 2c h r o m a t o g r a mo ft h ef o u rc b ss t a n d a r dm a t e r i a l s ( 4 ) 回收率及检出限 测定方法的回收率计算选用萝h 和蔬菜基地土壤作为样品代表，在提取 之前加入一定量的氯代苯标准溶液，加入量与样品本身的含量相近，扣除本 底值后计算回收率。结果如表3 1 ，表明该测定方法可行。 表3 一1 样品中c b s 测定方法的回收率及检出限 t a b l e3 - 1 r e c o v e r i e so fc b sf r o ms p i k e ds a m p l e s ( 监缒l( 竖)( 盟一j 监螺l 蔬菜样品( n 1 5 ) m d c b2 0 7 5 4 4 2 1 d d c b 2 0 8 3 1 4 8 2 o d c b 2 07 8 2 3 9 l 1 2 4 t c b 26 9 5 3 6 o t l 土壤样品( n _ 5 ) m d c b2 0 5 5 9 4 7l p d c b 2 0 5 7 ，8 6 4 2 o d c b 2 0 5 4 4 3 8 l ! ：! ：兰：! 兰里 ! ! ! ：! ! ：! 型一 4 ：d l d e t e c t i o nl i m i t ，f r e s hw t 1 0 2 0 0 4 届硕士毕业论文 基于分配理论的七壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 2 2 3 2 植物中脂肪含量的测定 测定方法见g b 5 0 0 9 6 8 5 食品中粗脂肪含量的测定。简述如下： a 2 9 植物( 或者粉碎干燥后的植物种子) 放入5 0 m l 大试管中，加8 m l 水 混匀，再加l o m l 盐酸； b 放入7 0 8 0 摄氏度水浴中，每隔5 一l o m i n 用玻璃棒搅拌，至消化，约 4 0 5 0 m i n ； c 取出试管，加l o m l 乙醇混合，移入l o o m l 具塞量筒中，以2 5 m i 乙醚 分次洗试管，倒入量筒中，加塞振荡i m i n ，放出气体，再塞好，静置1 2 m i n ； d 用石油醚一乙醚等量混合液清洗塞子及筒中附着的脂肪，静置1 0 一 2 0 m i n ，待上部液体清晰，吸出上清夜于恒重的锥形瓶中，加5 m l 乙醚于具塞 量筒内，振荡静置后，上层乙醚吸出。 e 将锥形瓶水浴上蒸干，置于9 5 一1 0 5 。c 烘干2 h ，取出放入干燥器内冷 却，o 5 h 后称重。 2 2 3 3 土壤中总有机碳( t o c ) 的测定 取风干的土壤样品，经盐酸酸化、水洗、烘干后，用元素分析仪测定t o c 。 简述如下：o 5 9 土壤加2 m o l l 的盐酸3 m l ，超声振荡；离心( 3 0 0 0 转分) 5 分钟后，除去上清夜；加l o m l 蒸馏水振荡，离心并除去上清液；并加水l o m l 洗涤两次。取出土壤样品，于1 0 0 。c 烘干；用研钵磨碎后，过i 0 0 目筛，用元素 分析仪测定t o c 。 2 0 0 4 届硕上毕业论文基于分配理论的土壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 第三章结果与讨论 3 1 种子中c b s 的富集研究 3 1 1 种子的生长曲线 大豆、玉米种子在c b s 富集过程中质量( 湿重) 持续增长，且呈对数增长 见图3 一l 。 d 删 皑 翟 * k 嚣 种子生长曲线 y = 0 2 6 2 5 l n ( x ) + 1 5 6 7 7 02 0 4 06 0 时间( h ) 玉米 对数( 大豆) 一对数( 玉米) 8 01 0 0 图3 - 1 种子的生长曲线 3 1 2c b s 在种子中的富集研究 3 1 2 1 不同种子中c b s 的富集 四种c b s 在大豆、玉米种子中的富集如图3 - 2 3 5 ，以湿重计算。9 6 小 时内种子c b s 富集均基本达到平衡，1 2d , 嗣t n ，大豆富集系数明显高于玉米种 子。 3 5 2 5 1 5 o 2 1 o ! ! 坐亘婴主兰、业笙苎 茎三坌墼兰堡竺圭墨：堕塑至竺塑垡苎生塑童叁塑堡婴塑 燕 婿 球 m 匝 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 种子中m d c b 的富集 02 04 06 0 8 01 0 0 图3 - 2 种子中m d c b 的富集 f i g3 - 2b i o c o n c e n t r a t i o no f 【i l d c b i ns e e d s 辐 垛 塔 俩 6 0 5 0 4 0 3 0 。 t 种子中p d c b 的富集 一一 一一一，一_ 02 04 06 08 01 0 0 时间( h ) 图3 - 3 种子中p - d c b 的富集 f i g3 - 3b i o c o n c e n t r a t i o no fp - d c bi n s e e d s 1 1 一 一 卜 ，慢蔓 0 2 0 0 4 届硕士毕业论文基于分配理论的土壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 瓤 垛 磷 恤 6 0 5 0 4 0 i 3 0 2 0 1 0 置 ol 种子中0 一d c b 的富集 一一一 一一一一一一一一 + 大豆 一玉米 一一壬一一一 时间( h 6 08 01 0 0 图3 4 种子中。一d c b 的富集 f i g3 - 4b i o c o n c e n t r a t i o no fo d c b i ns e e d s 6 0 5 0 l 鼎4 0f 鬈3 0 一 扣2 0 i 一 种子中1 ，2 ，4 - t c b 的富集 謇一一一j 一一一 1 0 净 0 。一 02 0 + 大豆【 f 玉米1 4 06 0 8 0i 0 0 时间( h ) 图3 - 5 种子中1 ，2 ，4 一t c b 的富集 f i g3 - 5b i o c o n c e n t r a t i o no fi ，2 ，4 - - t c b i ns e e d s 3 1 2 2 大豆、玉米种子中不同c b s 的富集 大豆、玉米种子中不同c b s 的富集如图3 - 6 、3 - 7 。对于不同的c b s ，其富 集系数相差不大，因此k 。越大，进入细胞所受到的阻力越大，其在种子中的 富集未明显增大。 1 4 2 0 0 4 届硕士毕业论文基于分配理论的土壤- 檀物系统氯代苯生物富集规律研究 6 0 5 0 彝4 0 溪3 0 自哑2 0 1 0 0 大豆种子中c b s 的富集 02 04 06 08 01 0 01 2 0 时间( h ) 图3 - 6 大豆种子中c b s 的富集 f i g3 - 6b i o c o n c e n t r a t i o no fc b s i ns o y b e a ns e e d 2 5 2 0 慈1 5 凿l o 5 o 玉米种子中c b s 的富集 时间( h ) 图3 7 玉米种子中c b s 的富集 f i g3 - 7b i o c o n c e n t r a t i o no fc b s i nm a i z es e e d 3 1 2 3c b s 在种子中的富集系数分析 c b s 在种子中的富集系数如表3 1 所示，实验表明种子能够富集大量的c b s ， 且大豆种子中的富集系数高于玉米种子。 表3 1 种子中c b s 的富集系数表 t a b l e3 一1 b c fo fc b si ns e e d s 翌耋里二塑 旦二婴! 二塑 ! ：! ：丝塑 大豆 4 4 84 7 4 3 9 34 8 1 玉米 1 6 41 9 6 1 5 52 1 2 大豆、玉米种子脂肪含量如表3 2 。大豆、玉米种子中c b s 富集系数相差 2 倍左右与大豆种子脂肪含量是玉米种子的l _ 5 倍正相关。另外，玉米种子的 2 0 0 4 届硕i 毕业论史基于分配理论的_ 十壤- 植物系统氯代苯生物富集规律 i j f 究 富集平衡时间比大豆种子短，这与其脂肪含量相对低，易到达平衡有关。 大豆、玉米中c b s 的富集系数经脂肪标准化后，见表3 - - 3 。表中可以看出 b c f ( 1 i p ) # f 略低于k 。而b c f ( i i p ) ”比b c f ( 1 i p ) “更接近k 。表明k 。越大， 越不易达到平衡。 表3 - 2 种子中的脂肪含量表 t a b l e3 - 2 l i p i df r a c t i o ni ns e e d s 表3 - 3 种子中c g s 的富集系数( 脂肪标准化后) t a b l e3 - 3 b c f ( 1 i p ) o fc b si ns e e d s 3 i 3 运用分配限制模型探讨c b s 在种子中的富集 有机污染物的分配限制模型应用于种子富集可以简化如下： c ，。= d 。c e f + f 。k 。+ f ，。k l 。 c 。：水中的浓度；c 一种子中的浓度：o 一准平衡系数，表示达到平衡的程 度；f “植物中水的含量；f o 。：种子中纤维素的含量：k ：纤维素一水中的分配系 数；f 。：种子中脂肪的含量；k 。：脂肪一水分配系数，计算时可用k 。代替。 表3 - 4 准平衡系数表 t a b l e3 - 4 t h eq u a s i e q u i l i b r i u mf a c t o ri ns e e d s 由表3 4 可以看出，q 。“8 叶 茎( 白萝h 和胡萝h 除外，表现为叶 茎 根) 。 2 0 0 4 届硕二l 毕业论文基于分配理论的土壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 蔬菜各部位中一d c b 的分布( 冬季) 菠菜 白菜芹菜胡萝h白萝h 图3 一1 6 蔬菜各部位中m - d c b 的分布( 冬季) f i g3 - 1 6 m d c b i nd i f f e r e n tp a r t s ( w i n t e r ) 蔬菜各郡位中m d c b 的分布( 夏季) 苋菜五花菜 白菜萝b 图3 一1 7 蔬菜各部位中m d c b 的分布( 夏季) f i g3 - 1 7 m d c b i nd i f f e r e n tp a r t s ( s u m m e r ) 蔬菜各部位中。一d c b 的分布( 冬季) 菠菜 白菜芹菜胡萝h 白萝h 一一一一一 一 图3 1 8 蔬菜各部位中。一d c b 的分布( 冬季) f i g3 - 1 8o d c bi nd i f f e r e n tp a r t s ( w i n t e r ) 2 l 舳阳印加m 0 一恻剽面姜竺一划姐譬昌 鲫如帅m 0 一皇芏一删姐星ti：)0b 8 6 4 2 0 8 6 4 2 0 一蚓列岛芏一：孽姐星兽。一o 2 0 0 4 届硕 毕业论文基于分配理论的土壤一植物系统氯代苯生物富集规律研究 蔬菜各部位中。一d c b 的分布( 夏季 苋菜五花菜白菜 萝h 图3 一1 9 蔬菜各部位中。一d c b 的分布( 夏季) f i g3 - 1 9 。一d c bi nd i f f e r e n tp a r t s ( s u m m e r ) 蔬菜各部位中1 2 ，4 - t c b 的分布( 冬季) 菠菜白菜 芹菜胡萝h 白萝h 图3 2 0 蔬菜各部位中i ，2 ，4 - t c b 的分布( 冬季) f i g3 - 2 0l ，2 ，4 - t c b i nd i f f e r e n tp a r t s ( w i n t e r ) 蔬菜各部位中i ，2 ，4 - t c b f i 自分布 盎3 0 j2 5 捌2 0 耋1 5 邕1 0 甜b 一0 苋菜五花菜 白菜 ( 夏季) 萝h 图3 - 2 1 蔬菜各部位中l ，2 ，4 - t c b 的分布( 夏季) f i g3 - 2 1i ，2 ，4 - t c b i nd i f f e r e n tp a r e s ( s u m m e r ) 0 5 o i 5 o 5 o 5 0 盎姜竺一嘣托暑qj白v 9 8 7 6 5 4 3 2 l o 一恻辩面竺一_直扣暑暑甘n 2 0 0 4 届硕士毕业论文 基于分配理论的土壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 3 2 3c b s 在蔬菜中富集研究 ( 1 ) c b s 在蔬菜中的富集系数 用浓度生物富集系数b c f ( 植物中c b s 的浓度土壤中c b s 的浓度) 来探讨 其富集规律，结果见图3 - 2 2 3 2 7 。对于冬夏季所测蔬菜，基本表现为b c f 。 b c f b c f ( 白萝h 和胡萝h 除外，表现为b c f b c f b c fm ) 。 蔬菜中m d c b 的富集系数( 冬季) o 芹菜菠菜白萝h白菜 图3 2 2 蔬菜中m - d c b 的富集系数( 冬季) f i g3 - 2 2 b c fo fm d c bi nv e g e t a b l e s ( w i n t e r ) 2 瓤 鉴- 忸茁 蔬菜中m d c b 的富集系数( 夏季) o 苋菜 白菜五花菜萝h 图3 2 3 蔬菜中m - d c b 的富集系数( 夏季) f i g3 - 2 3 b c fo fm d c bi nv e g e t a b l e s ( s u m m e r ) 一 5 4 3 2 蒜哺球恤 2 0 0 4 届硕t 毕业论文 基于分配理论的土壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 5 4 嚣。 媒 缸匿2 0 芹菜 蔬菜中。一d c b 的富集系数( 冬季) 菠菜白萝h白菜 图3 2 4 蔬菜中o - d c b 的富集系数( 冬季) f i g3 - 2 4b c fo fo d c bi nv e g e t a b l e s ( w i n t e r ) 4蔬菜中。一d c b 的富集系数( 夏季)，一 3 巅 垛。 媒 姐 l 0 苋菜白菜五花菜萝b 图3 2 5 蔬菜中o - d c b 的富集系数( 夏季) f i g3 - 2 5b c fo fo d c b i nv e g e t a b l e s ( s u m m e r ) 1 5 鼎 惜 媒 恤0 5 0 蔬菜中1 2 ，4 - t c b 的富集系数( 冬季) 芹菜菠菜白萝h白菜 图3 2 6 蔬菜中l ，2 ，4 - t c b 的富集系数( 冬季) f i g3 - 2 6b c fo fl ，2 ，4 - t c bi nv e g e t a b l e s ( w i n t e r ) 三塑生旦! 坐些堡兰 苎主坌里堡堡塑主苎：堕塑墨竺簦垡苎生塑童墨塑堡竺塞。 l - 5 鼎 谣 媒1 0 5 0 蔬菜中l ，2 ，4 - t c b 的富集系数( 夏季) 苋菜白菜 五花菜萝h 图3 2 7 蔬菜中1 ，2 ，4 - t c b 的富集系数( 夏季) f i g3 - 2 7b c fo f1 ，2 ，4 - t c bi nv e g e t a b le s ( s u m m e r ) ( 2 ) 脂肪标准化后的富集系数 一般认为，疏水性有机污染物主要在植物脂肪组织中累积，因此，我们测定 蔬菜脂肪含量，并将b c f 进行脂肪标准化得到b c f ( 1 i p ) 。蔬菜中的脂肪含量如 表3 7 、3 8 ，其中夏季所测白菜根茎部分的脂肪含量大于冬季所测白菜，而叶部 略小于冬季所测白菜，表明蔬菜脂肪含量有一定的季节差异性，并与其所处的生 长阶段有关。b c f ( 1 i p ) 如图3 - 2 8 3 3 3 ，对于b c f ( 1 i p ) ，各蔬菜明显表现为k 。 b c f ( 1 i p ) m b c f ( 1 i p ) g b c f ( 1 i p ) 表3 7 蔬菜中的脂肪含量( 冬季) t a b l e3 - 7 l i p i df r a c t i o ni nv e g e t a b l e s ( w i n t e r ) 2 0 0 4 届硕上毕业论文蕞于分配理论的士壤植物系统氯代苯生物富集规律研究 表3 - 8 蔬菜中脂肪含量( 夏季) t a b l e3 - 8 l i p i df r a c t i o ni nv e g e t a b l e s ( s u m m e r ) 苋菜 白菜 白箩h 2 茄子 丝瓜 3 4 1 4 1 1 9 3 1 2 5 6 1 8 0 2 2 0 o 9 2 1 2 4 4 7 6 0 9 8 0 7 3 7 0 8 l _ 8 1 2 4 1 4 5 7 4 2 6 2 6 6 4 6 9 3 3 2 1 8 8 2 2 8 4 3 9 1 3 8 o 5 3 2 4 5 1 9 8 8 5 8 2 9 1 0 2 7 8 1 6 9 0 3 7 9 6 1 7 9 3 4 0 9 5 1 0 9 4 5 7 8 9 1 6 9 2 9 1 8 6 2 8 7 1 0 5 9 0 8 7 生! ：! ! ! ：! ! 墼：! j + 注：引自冬季白萝h 的数据 盒 一 。 邑 喘 三 3 2 蔬菜中m - d c b 的i o g b c f ( 1 i p ) ( 冬季) 芹菜菠菜白萝h白菜 图3 2 8b c f 。与l ( c 1 ，的关系( m d c b ) ( 冬季) f i g3 - 2 8r e l a t i o n s h i pb e t w e e nb c f l j 。a n dk 。( m d c b ) ( w i n t e r ) 根茎叶根茎叶根茎叶果苯叶茎 2 0 0 4 届硕二毕业论文 基于分配理论的七壤- 植物系统氯代苯生物富集规律研究 4 35 3 2 5 2 1 5 蔬菜中m d c b 的l o g b c f ( 1 i p ) ( 夏季) 苋菜白菜萝卜 图3 2 9b c f 。与i ( 。的关系( m d c b )( 夏季) f