Cd/PCBs复合污染条件下Cd的形态变化

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镉(Cd)是一种能对生物体产生巨大毒害作用的重金属。土壤中过量的Cd将会被植物吸收,影响植物的生长、细胞结构、光合作用以及酶活性,使农作物产量和质量下降,并通过食物链的富集作用进入人体,危害人体健康。越来越多的环境学和毒理学研究表明,Cd的生物毒性不仅取决于其总量,更多的是受其存在形态的影响,不同的存在形态其活性和迁移性都存在显著差异。多氯联苯(PCBs)作为一种持久性的有机污染物,具有致癌、致畸和致突变作用,在环境中难降解,易于富集在生物体内。电子垃圾拆解区往往存在着严重的Cd/PCBs复合污染,因此,研究PCBs污染对植物体和土壤中Cd形态变化的影响对电子垃圾拆解区的植物修复具有重要意义。  本实验以重金属Cd与PCBs中的三氯联苯为污染研究对象,采用土壤盆栽实验,测定此复合污染条件下,植物与土壤中重金属Cd的存在形态以及PCBs对其的影响,得出以下结论:  1.在不同Cd处理浓度下,孔雀草根中NaCl提取态Cd占主要优势,达到总量的58.02%-85.87%,显著高于其他形态,且随Cd浓度的增加,活性最大的前三种Cd形态(乙醇提取态、去离子水提取态和NaCl提取态Cd)百分含量之和逐渐增加。  2.低Cd浓度时,孔雀草茎中主要以去离子水提取态Cd存在,占总量的49.06%-66.92%,显著高于NaCl提取态Cd和乙醇提取态Cd,其他三种形态的总和占总量的不到5%;高Cd浓度时,NaCl提取态Cd占主要优势,含量达到总量的69.03%-95.48%,显著高于其他5种形态。且前三种形态百分含量之和随Cd浓度的增加而增加。  3.不同的Cd处理对孔雀草叶中Cd的存在形态变化与茎中的变化趋势相似,即低浓度时,主要以去离子水提取态Cd存在,高浓度时,NaCl提取态Cd占主要优势,且前三种形态百分含量之和随Cd浓度的增加而增加。  4.高Cd时PCBs浓度的增加,对孔雀草茎叶内Cd的存在形态影响不大。低Cd时PCBs浓度的增加,使乙醇提取态Cd和去离子水提取态Cd的分配比例之和降低,而NaCl提取态Cd分配比例增加,说明PCBs浓度的增加促使植物体内的Cd向活性较弱的形态转移。  5.根际土与非根际土中Cd的各形态含量大小如下:在低Cd污染水平(≤1mg·kg-1)下,w(酸可提取态)>w(氧化物结合态)>w(残渣态)>w(有机结合态);在高Cd污染水平(≥10 mg·kg-1)下,w(酸可提取态)>w(氧化物结合态)>w(有机结合态)>w(残渣态)。且随Cd添加质量分数的增加,根际土与非根际土中Cd的形态都发生了由残渣态、有机结合态、氧化物结合态向酸可提取态的转化,提高了Cd的生物有效性,增大了其对环境的潜在危害性。  6.在相同Cd浓度处理的条件下,和非根际土相比,根际土中酸可提取态Cd的含量和分配比例提高,其他形态Cd含量和分配比例降低。这表明,孔雀草根际Cd的活化效应,促使Cd由活性低的残渣态、有机结合态、氧化物结合态向活性高的酸可提取态转化,其原因可能与根际pH值的降低以及根系分泌物有关。  7.PCBs浓度的变化并未对根际土与非根际土中Cd的存在形态产生明显的影响。
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