滴灌系統(tǒng)一般由干管、支管、毛管這三級(jí)管網(wǎng)組成，管網(wǎng)主要以聚乙烯和聚氯乙烯塑料管材為主，它們與水接觸的距離長(zhǎng)、時(shí)間久、面積大，管材加工過(guò)程中的添加劑以及它們的分解產(chǎn)物向灌溉水中遷移，會(huì)改變水質(zhì)成分、影響植物生長(zhǎng)，在食物鏈的放大作用下，對(duì)人類健康存在潛在威脅。本文結(jié)合吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“溫室小氣候?qū)喔人|(zhì)受滴灌材料干擾效應(yīng)的影響研究”(編號(hào)：20090169)，從滴灌生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，以聚氯乙烯和聚乙烯常用滴灌管材為研究對(duì)象，開展溫室小氣候條件對(duì)滴灌管材化學(xué)物質(zhì)遷移的干擾效應(yīng)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下： 1）為更好研究環(huán)境因素對(duì)UPVC滴灌管化學(xué)物質(zhì)遷移影響，選擇4種不同產(chǎn)地滴灌管為試驗(yàn)管材，研究在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境、實(shí)際溫室環(huán)境以及溫度變化對(duì)UPVC滴灌管向水中遷移重金屬和有機(jī)化合物的影響進(jìn)行分析，主要試驗(yàn)結(jié)果表明： ①標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，UPVC滴灌管12天TOC遷移總量已超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)限制，但農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定TOC含量限定值；Pb元素最大遷移量是飲用水標(biāo)準(zhǔn)的289.9倍，是農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)的2.9倍，滴灌管向水中遷移Pb元素含量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而遞減；Fe和Al元素遷移量最大值均超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，但農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)未對(duì)其加以限制；Ba和Zn元素遷移量均未超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)限定值； ②實(shí)際溫室環(huán)境下，埋地40cm環(huán)境對(duì)UPVC滴灌管TOC和Ca元素遷移量的影響明顯大于地表環(huán)境影響；埋地40cm環(huán)境和地表環(huán)境對(duì)Pb元素遷移規(guī)律沒有影響，均隨時(shí)間延長(zhǎng)而減少，但就Pb元素遷移量而言，地表環(huán)境更有利于滴灌干管向水中遷移Pb元素；埋地環(huán)境對(duì)Al和Zn元素遷移量影響明顯小于地表環(huán)境；兩種環(huán)境對(duì)Fe和Ba元素遷移量影響不大； ③溫度影響：UPVC滴灌管TOC、Pb和Zn元素遷移量隨溫度升高而增大，高溫環(huán)境對(duì)TOC和Pb元素遷移量增加影響明顯；溫度變化對(duì)Ca元素遷移量影響最大； ④綜合因素影響：UPVC滴灌管TOC和Al元素向水中遷移影響因素中，溫度＞時(shí)間＞品牌；Ca元素：時(shí)間＞溫度＞品牌；Pb元素：溫度＞品牌＞時(shí)間；Fe元素：品牌＞時(shí)間＞溫度；Zn元素：時(shí)間＞品牌＞溫度。 2）為更好研究環(huán)境因素對(duì)HDPE滴灌管有機(jī)物遷移影響，選擇3種品牌HDPE滴灌支管和5種品牌HDPE滴灌毛管為試驗(yàn)管材，研究標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境、環(huán)境因素變化以及實(shí)際溫室環(huán)境對(duì)HDPE滴灌管向水中遷移有機(jī)化合物影響進(jìn)行分析，主要結(jié)論如下： ①標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，HDPE滴灌管第一個(gè)72hTOC遷移量和TOC12天累積遷移量呈正向相關(guān)關(guān)系，且達(dá)到極顯著水平；HDPE滴灌管隨時(shí)間延長(zhǎng)TOC遷移量呈先減后增趨勢(shì)，并且滴灌毛管TOC遷移率在各個(gè)遷移周期內(nèi)均明顯小于滴灌支管。 ②溫室環(huán)境下：HDPE滴灌管溫室環(huán)境下TOC遷移量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，在27天遷移動(dòng)態(tài)規(guī)律分析中隨時(shí)間延長(zhǎng)呈單峰趨勢(shì)，并且在第9天管材向水中遷移TOC含量達(dá)到峰值。 ③環(huán)境因素影響：a.溫度：從數(shù)值上看，HDPE滴灌管TOC遷移率隨溫度升高而增大；從增大幅度上看，并不是所有品牌HDPE滴灌管隨溫度升高其TOC遷移率大幅增長(zhǎng)；b.空氣相對(duì)濕度(RH)：RH變化對(duì)HDPE滴灌管TOC遷移率影響因品牌差異而各不相同，受RH影響最大品牌是5#管，最小的是8#管；c.光照：滴灌支管TOC遷移率受光照影響比滴灌毛管大。 ④綜合因素影響：無(wú)論是HDPE滴灌支管還是HDPE滴灌毛管，除光照因素外因素主次順序均為：時(shí)間＞溫度＞品牌＞濕度；在含光照因素試驗(yàn)中，透光率因素因HDPE滴灌管功能不同而影響力不同。 3）為更好研究灌溉水質(zhì)對(duì)HDPE滴灌毛管有機(jī)化合物遷移影響，選擇3種品牌HDPE滴灌毛管為試驗(yàn)管材，研究5種不同灌溉水質(zhì)以及番茄營(yíng)養(yǎng)液不同pH值對(duì)滴灌毛管有機(jī)化合物遷移影響、在HDPE滴灌毛管作用下，番茄營(yíng)養(yǎng)液（pH=6）特征變化情況、以及在番茄營(yíng)養(yǎng)液作用下，溫度和光照環(huán)境因子對(duì)HDPE滴灌毛管有機(jī)化合物遷移影響，結(jié)論如下： ①不同灌溉水質(zhì)影響：標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下HDPE滴灌毛管向配制水和營(yíng)養(yǎng)液中遷移TOC量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于向去離子水中遷移量，滴灌毛管向營(yíng)養(yǎng)液中遷移TOC量表現(xiàn)為：番茄營(yíng)養(yǎng)液＞黃瓜營(yíng)養(yǎng)液＞非洲菊營(yíng)養(yǎng)液；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，滴灌毛管向去離子水遷移TOC量越來(lái)越少，且減少趨勢(shì)在一段時(shí)間內(nèi)趨于平穩(wěn)；向營(yíng)養(yǎng)液中遷移有機(jī)物的趨勢(shì)呈雙峰曲線。滴灌毛管在不同灌溉水質(zhì)作用下COD12天累積量為：配制水＞番茄營(yíng)養(yǎng)液＞去離子水； ②營(yíng)養(yǎng)液不同pH值影響：對(duì)于番茄營(yíng)養(yǎng)液而言，當(dāng)pH=4時(shí)，對(duì)滴灌毛管TOC遷移影響最大，pH=5時(shí)，影響最小，這是因?yàn)樵趶?qiáng)酸性環(huán)境下，管材有機(jī)物遷移量更大； ③HDPE滴灌毛管有機(jī)物遷移對(duì)營(yíng)養(yǎng)液特性影響：營(yíng)養(yǎng)液pH值隨遷移周期延長(zhǎng)而降低，但都高于初始pH值，HDPE滴灌毛管對(duì)EC值影響較��； ④番茄營(yíng)養(yǎng)液作用下溫度和光照影響：a.溫度：TOC遷移率最大值出現(xiàn)在40℃溫度下，最小值出現(xiàn)在20℃溫度下；COD值均隨溫度升高而增大；b.光照：遷移周期內(nèi)HDPE滴灌毛管TOC累積遷移量均為：85%透光率＞50%透光率＞15%透光率，與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境相比，HDPE滴灌毛管向營(yíng)養(yǎng)液中遷移有機(jī)物的含量都有大幅增長(zhǎng)； ⑤綜合因素影響：在營(yíng)養(yǎng)液作用下，影響HDPE滴灌毛管有機(jī)物遷移因素順序?yàn)椋簳r(shí)間＞溫度＞品牌，時(shí)間＞透光率＞品牌，可見，遷移周期亦是非常重要的影響因素。 4）為全面評(píng)價(jià)滴灌管材使用的安全性，對(duì)滴灌系統(tǒng)中干、支、毛三級(jí)管網(wǎng)在不同環(huán)境下72h浸泡液對(duì)種子萌發(fā)和根芽抑制效應(yīng)及其發(fā)光細(xì)菌綜合毒性進(jìn)行研究，主要結(jié)論如下： ①發(fā)光細(xì)菌急性毒性試驗(yàn)：a.UPVC滴灌干管標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下72h浸泡液相對(duì)發(fā)光度較高，低毒性灌溉水居多；溫室環(huán)境下UPVC滴灌干管浸泡液毒性級(jí)別都在Ⅱ級(jí)以上；低溫對(duì)UPVC滴灌干管浸泡液發(fā)光細(xì)菌急性毒性影響最大；b.HDPE滴灌管浸泡液相對(duì)發(fā)光度均隨溫度升高而降低，溫度變化對(duì)HDPE滴灌支管浸泡液毒性等級(jí)影響不大，對(duì)HDPE滴灌毛管浸泡液毒性影響較大，尤其高溫作用；c.環(huán)境因素對(duì)滴灌管材生物毒性影響順序?yàn)椋汗庹眨緶囟龋緷穸龋?②滴灌管浸泡液種子發(fā)芽和根伸長(zhǎng)的毒性試驗(yàn)：黑麥草和小麥分別是通過(guò)植物種子發(fā)芽和根伸長(zhǎng)變化評(píng)價(jià)UPVC和HDPE滴灌管浸泡液更加理想的植物類型。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S275.6
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 本課題研究的目的和意義
        1.1.1 本課題研究的目的
        1.1.2 本課題研究的意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 滴灌技術(shù)的研究進(jìn)展
        1.2.2 塑料老化及衛(wèi)生安全性的研究進(jìn)展
        1.2.3 重金屬和有機(jī)物對(duì)植物毒害作用的研究進(jìn)展
        1.2.4 相關(guān)研究中存在的問題
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究路線
        1.3.3 研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第2章 環(huán)境因素對(duì) UPVC 滴灌管化學(xué)物質(zhì)遷移的影響
    2.1 引言
    2.2 試驗(yàn)材料與方法
        2.2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)
        2.2.2 試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)和儀器設(shè)備
        2.2.3 試驗(yàn)方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境對(duì)遷移的影響
        2.3.2 單個(gè)環(huán)境因子對(duì)遷移的影響
        2.3.3 復(fù)合環(huán)境因素對(duì)遷移的影響
        2.3.4 UPVC 滴灌管化學(xué)物質(zhì)遷移影響因素綜合分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 環(huán)境因素對(duì) HDPE 滴灌管有機(jī)物遷移的影響
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)材料與方法
        3.2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)
        3.2.2 試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)和儀器設(shè)備
        3.2.3 試驗(yàn)方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境對(duì)有機(jī)物遷移的影響
        3.3.2 單個(gè)環(huán)境因子變化對(duì)化合物遷移的影響
        3.3.3 HDPE 滴灌管有機(jī)物遷移影響因素綜合分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 灌溉水質(zhì)對(duì) HDPE 滴灌管材的影響
    4.1 引言
    4.2 試驗(yàn)材料與方法
        4.2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)
        4.2.2 試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)和儀器設(shè)備
        4.2.3 試驗(yàn)方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境對(duì)有機(jī)物遷移的影響
        4.3.2 環(huán)境因素對(duì)有機(jī)物遷移的影響
        4.3.3 營(yíng)養(yǎng)液作用下 HDPE 滴灌管有機(jī)物遷移影響因素綜合分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 滴灌管材浸泡液生物效應(yīng)研究
    5.1 引言
    5.2 發(fā)光細(xì)菌的急性毒性試驗(yàn)
        5.2.1 明亮發(fā)光桿菌 T3 法試驗(yàn)原理
        5.2.2 材料與方法
        5.2.3 結(jié)果與討論
    5.3 種子發(fā)芽和根伸長(zhǎng)的毒性試驗(yàn)
        5.3.1 種子發(fā)芽和根伸長(zhǎng)毒性試驗(yàn)原理
        5.3.2 材料與方法
        5.3.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
導(dǎo)師及作者簡(jiǎn)介
博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的學(xué)術(shù)成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2853670