污染土壤中pahs的生物可利用性和毒性评价

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1、摘要人类活动排放到环境中的众多污染物中，多环芳烃(PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs)是最危险的污染物之一。PAHs属于典型的持久性有机污染物(PersistentOrganicPollutants，POPs)，广泛分布于全世界的土壤、水、大气等环境中。PAHs具有高毒性和致癌性，除了直接接触进入人体，PAHs还可在土壤等环境中长期持留作用，危害环境与人体健康。因此，土壤中PAHs污染是主要的一类环境问题。陆地生态系统的多样性和复杂性导致其生态毒理评价存在很多困难。已经证明，土壤中PAHs的生物暴露风险与其生物有效提取部分直接相关，

2、而采用传统总量的评价方法是不恰当的。因此，急需发展准确、敏感、快速的化学、生物方法来有效评价土壤中PAHs的生物有效性。本研究的目标是综合采用化学、生物方法，对土壤中两种典型的多环芳烃类污染物菲和芘的生物有效性与生态毒性进行评价。主要结果如下：1．为了寻找一种预测土壤中三环PAHs菲的生物有效性的快速有效的化学提取方法，本研究以菲的蚯蚓蓄积试验作为对照，使用了多种化学试剂提取法(温和B环糊精提取、温和有机溶剂提取、索氏提取)对不同浓度添加菲的150天老化土壤进行了提取试验。结果表明，老化显著影响了土壤中菲的蚯蚓累积率与化学提取率。相关分析表明，与温和有机溶剂提取相比，

3、温和13环糊精提取是一种更好预测土壤中菲生物有效性的方法。对于老化与未老化土壤，温和甲醇提取与温和p环糊精提取有着接近的提取率。因此，温和甲醇提取也可对PAHs污染土壤进行风险评价。2．采用上述类似方法研究了土壤中四环PAHs芘的生物有效性评价方法，采用了三个老化时间(69，150，222天)和更多种有机溶剂。结果表明，低浓度芘污染条件下，老化对土壤中芘的蚯蚓富集无显著影响；在高浓度污染条件下，老化对芘的蚯蚓富集量影响显著。老化显著影响了芘的化学提取性。相关分析发现温和B环糊精提取可以比较准确预测土壤中芘的牛物有效性；绝大部分温和有机溶剂提取可以作为耗竭式提取的替代方

4、法，因此会高估风险，不适合作为土壤中芘的生物有效性的评价方法。5⑧3．为了提高生态毒性评估的准确性，我们使用了成组生态毒性测试方法(单细胞凝胶电泳实验，即彗星实验；蚯蚓存活率实验：蚯蚓体重减轻实验以及发光菌发光度抑制实验)来评价PAHs老化69天土壤的生态毒性。在遗传毒性评价中，蚯蚓细胞的DNA损伤与土壤中芘水平有很好的相关性，如尾矩与土壤芘水平相关(r2=0．99)。在急性毒性评价中，发光菌广度抑制是PAHs毒性最敏感的指标。各项指标对菲和芘急性毒性的敏感性由低到高排列为：蚯蚓体重湿重减轻率<蚯蚓体重干重减轻率<蚯蚓死亡率(14天)<蚯蚓死亡率(28天)<发光茵发光

5、抑制率(155)钟)<发光菌发光抑制率(5分钟)。在本研究中，综合性的不同营养级的生物检测指标可以比单一的化学指标更准确地反应土壤的的生态健康水平，可与传统化学浓度方法相结合来评价土壤中多环芳烃的生物有效性。4．采用两种大麦(CM-72cv．矛IGairdner触)与白菜(Brassicarapa)的成组植物检测方法(种子发芽试验，根．茎生长抑制试验以及生物量测试)对土壤中菲与芘污染进行了植物毒性测试。实验采用老化69天的菲污染土壤(添加浓度为0．95、6．29、58．731303lagg。1)与芘污染土壤(添加浓度为1．04、8．99、72．6．币1399lagg‘

6、1)为对象。结果表明，菲和芘污染土壤对各受试植物种子发芽率无显著影响；在高浓度的污染土壤(菲添加浓度为6．29、58．7和303lagg～；芘添加浓度为8．99、72．631399lagg。1)中，大麦根与茎生长抑制率显著(尸

7、；温和提取；生物测试；基因毒性；DNA损伤6ABSTRACTOfallthep。llutantsreleased．nt。theenVir。nmenteVe叫yearbyhumanac“们ty，p01了cycll：ar。m疵hydrocarbons(PAHs)，aream。ngthemostdangerous．Theybelong协acl攀(：!persiStent二rganicpollutants(POPs)andarewidely击str．butedmtheso订’、)：，at：：ndalr1environments‘．Theyarehighlyt