本文選題：農(nóng)藥 + 生態(tài)塘　； 參考：《暨南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：農(nóng)業(yè)面源污染已成為我國水體污染的重要來源,其中農(nóng)藥面源污染問題十分嚴(yán)峻,農(nóng)藥的高毒性和高殘留性對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)和人類健康均造成極大威脅。因此,研究適用的面源污染生態(tài)修復(fù)技術(shù)顯得十分必要。生態(tài)塘和生態(tài)溝渠修復(fù)技術(shù)由于其可利用現(xiàn)有資源改造、無需占用多余耕地的優(yōu)點(diǎn),更適用于耕地面積緊張的農(nóng)村地區(qū)。目前,生態(tài)塘多用于處理農(nóng)村面源污染中氮、磷等污染物,而鮮見對(duì)農(nóng)藥等毒害有機(jī)污染物的研究。同時(shí),國內(nèi)也尚無生態(tài)溝渠去除農(nóng)藥污染物的研究報(bào)道。近年,國外有研究證實(shí)生態(tài)溝渠對(duì)農(nóng)藥有良好的去除效果,但對(duì)農(nóng)藥在系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制尚不明確,尤其是降雨或灌溉徑流沖刷條件下,生態(tài)溝渠系統(tǒng)中植物對(duì)徑流中的農(nóng)藥攔截作用及機(jī)理亟需探明。因此,本研究通過構(gòu)建黑藻-苦草生態(tài)塘,考察其對(duì)實(shí)際面源污染水體中檢出的特征農(nóng)藥的原位修復(fù)效果。構(gòu)建植物(美人蕉、再力花、香蒲和燈心草)和無植物溝渠系統(tǒng),考察四種植物在徑流沖刷過程中對(duì)特征農(nóng)藥(阿特拉津和敵草隆)的攔截能力,篩選具有較強(qiáng)污染物攔截能力的植物品種,并闡明農(nóng)藥在溝渠系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。通過探討阿特拉津和敵草隆在溝渠中的去除途徑,揭示兩種農(nóng)藥在溝渠系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化歸趨。(1)開展原位構(gòu)建黑藻-苦草生態(tài)塘修復(fù)系統(tǒng)工程,研究其對(duì)區(qū)域內(nèi)檢出的7種特征農(nóng)藥和常規(guī)污染物的凈化效果,以及對(duì)農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)控制作用。結(jié)果顯示:黑藻-苦草生態(tài)塘系統(tǒng),可有效控制水體中混合農(nóng)藥的質(zhì)量濃度、降低對(duì)水體的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)對(duì)毒死蜱、氰戊菊酯、腐霉利、甲拌磷和乙草胺5種農(nóng)藥的平均去除率均大于75%,馬拉硫磷和樂果的平均去除率約為50%。通過生態(tài)修復(fù),腐霉利的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)由中等風(fēng)險(xiǎn)降為低風(fēng)險(xiǎn)(RQ0.1),毒死蜱、乙草胺和樂果由高風(fēng)險(xiǎn)降為中等風(fēng)險(xiǎn)(RQ1),其他3種農(nóng)藥的RQ(風(fēng)險(xiǎn)商)值均顯著下降(P0.05)。此外,水體各項(xiàng)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)質(zhì)量濃度顯著下降(P0.01),水質(zhì)基本上從地表水標(biāo)準(zhǔn)的劣Ⅴ類提高到Ⅲ~Ⅳ類。(2)構(gòu)建美人蕉、再力花、香蒲、燈心草和無植物溝渠裝置,探討在模擬的沖刷-靜置-再?zèng)_刷-再靜置的徑流事件中,不同濃度的阿特拉津和敵草隆在溝渠系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律以及植物在污染物攔截中的作用。結(jié)果顯示:兩種農(nóng)藥隨第一次徑流沖刷進(jìn)入溝渠后(0~5 h),由于土壤的快速吸附作用而濃度快速下降。隨后的靜置階段(5~48 h),濃度緩慢下降。在第二次徑流沖刷階段(48~53h),各系統(tǒng)中農(nóng)藥濃度劇烈下降。從總?cè)コ蕘砜?7 d后),高濃度試驗(yàn)中,植物組和無植物組對(duì)阿特拉津的去除率為47~56%和27%,對(duì)敵草隆的去除率分別為49~53%和37%;低濃度試驗(yàn)中,植物組和無植物組對(duì)阿特拉津的去除率分別為34~43%和18%,對(duì)敵草隆的去除率分別為58~73%和49%。植物的存在顯著提高了阿特拉津和敵草隆的去除率(P0.05),但植物種類之間沒有顯著差別。在第二次徑流沖刷過程中,各溝渠系統(tǒng)阿特拉津和敵草隆的釋放率從高到低依次為無植物組、燈心草、香蒲、再力花和美人蕉,植物組與無植物組之間有顯著差異(P0.05),表明植物對(duì)溝渠中農(nóng)藥起到了顯著的攔截作用。(3)在模擬徑流事件的靜置階段(5~48 h),研究阿特拉津和敵草隆在溝渠中的動(dòng)力學(xué)去除過程。結(jié)果顯示:農(nóng)藥可在系統(tǒng)中發(fā)生降解,其濃度變化過程較好的符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程C=C0e-kt(R20.7)。高濃度試驗(yàn)中,各裝置系統(tǒng)中阿特拉津和敵草隆的降解常數(shù)k值分別為0.001~0.004 h-1和0.003~0.007 h-1;低濃度試驗(yàn)中,各裝置系統(tǒng)中阿特拉津和敵草隆的降解常數(shù)k值分別為0.003~0.009 h-1和0.006~0.013 h-1。對(duì)于這兩種特征農(nóng)藥,植物組降解速率k值均高于無植物組(P0.05),表明植物的存在提高了農(nóng)藥在溝渠系統(tǒng)中的生物降解速率。在高、低濃度試驗(yàn)中,無論是植物組或者對(duì)照組,阿特拉津的降解速率常數(shù)k值均高于敵草隆,這可能表明農(nóng)藥的理化性質(zhì)會(huì)影響其在溝渠系統(tǒng)中的降解,農(nóng)藥的log kow值越高,其在溝渠系統(tǒng)中降解速率越大。(4)基于物料平衡原理,研究在整個(gè)模擬徑流事件中,溝渠各環(huán)境介質(zhì)中阿特拉津和敵草隆的分布情況,闡明溝渠系統(tǒng)中兩種農(nóng)藥的去除途徑和機(jī)理。結(jié)果顯示:高濃度試驗(yàn)中,微生物作用對(duì)阿特拉津和敵草隆的去除貢獻(xiàn)率分別為20~48%和19~39%,土壤吸附對(duì)阿特拉津和敵草隆去除貢獻(xiàn)率分別為6~10%和12~18%,植物吸收貢獻(xiàn)率小于0.1%;低濃度試驗(yàn)中,微生物作用對(duì)阿特拉津和敵草隆的去除貢獻(xiàn)率分別為15~38%和36~62%,土壤吸附對(duì)阿特拉津和敵草隆去除貢獻(xiàn)率分別為3~6%和6~13%。這表明,對(duì)于這兩種較為親水性的農(nóng)藥(logkow3.0),土壤對(duì)其吸附作用相對(duì)較弱,不是其最主要去除途徑。雖然植物的直接吸收作用不明顯,但其間接作用很顯著,其存在可使微生物去除貢獻(xiàn)較無植物系統(tǒng)提高約0.5倍(敵草隆)和約1倍(阿特拉津),從而減少兩種農(nóng)藥在系統(tǒng)中的殘留率。綜上所述,本研究系統(tǒng)揭示了在模擬的沖刷-靜置-再?zèng)_刷-再靜置的徑流事件中,典型農(nóng)藥在生態(tài)溝渠中的行為歸趨,闡明了植物在其中發(fā)揮的重要作用,并通過沉水植物生態(tài)塘工程對(duì)農(nóng)藥污染控制效果研究,為實(shí)際農(nóng)村農(nóng)藥面源污染控制技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論與實(shí)踐依據(jù),具有創(chuàng)新性與重要意義。
[Abstract]:In recent years , it is very necessary to study the effects of pesticide residues on pesticide residues in water bodies . The results showed that the removal rates of Atrazine and Diuron in different concentrations were 47 - 56 % and 27 % , respectively , and the removal rates of Atrazine and Diuron were reduced from 49 % to 53 % and 37 % respectively . ( 3 ) In the experiment of high concentration and low concentration , the degradation rate constant k value of Atrazine and diuron in each plant system is higher than that in the non - plant group ( P0.05 ) . The degradation rate constant k value of Atrazine and diuron in each plant system is higher than that in the non - plant group ( P0.05 ) . ( 4 ) Based on the principle of material balance , the distribution of Atrazine and Diuron in various environmental media of ditches was studied in the whole simulated runoff event . The removal ways and mechanism of the two pesticides in the ditch system were clarified . The results showed that the removal of the typical pesticides in the ecological ditches was about 0 . 5 - fold and 6 - 13 % , respectively .
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X592

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1921361