水生植物對五氯酚污染淡水養殖區底質的修復效果

崔雁娜　韋肖杭　姚偉忠等

摘要：將被五氯酚污染的淡水養殖區底質裝入無洞花盆，分別設空白組、水蔥組、黃菖蒲組、蘆葦組。定期采用氣相色譜法對各盆上中下底質和3種植物中的五氯酚進行測定。結果表明：3種植物對淡水養殖區底質中的五氯酚均有降解作用。底質中五氯酚起始含量為17.90 μg/kg，種植后30 d，空白組五氯酚含量為原來的30%以下。水蔥組、黃菖蒲組、蘆葦組底質中的五氯酚含量幾乎全部降解。在種植30 d后，水蔥、黃菖蒲、蘆葦3種植物體內五氯酚含量分別比其本身起始含量增加了16.20、10.88、8.41 μg/kg。由此可以推斷：水蔥、黃菖蒲、蘆葦分別吸收了底質中的五氯酚9050%、60.78%、46.98%，水蔥>黃菖蒲>蘆葦。水蔥、黃菖蒲、蘆葦3種水生植物易移栽成活，對淡水養殖區底質耐污染能力強，降解五氯酚效果好，對于被五氯酚污染的淡水養殖區底質修復是可行的，具有推廣應用價值。

關鍵詞：五氯酚；淡水養殖；底質；水蔥；黃菖蒲；蘆葦

中圖分類號： X53 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）03-0213-02

五氯酚別稱五氯苯酚（pentachlorophenol，簡稱PCP），常被用作殺蟲劑、防腐劑和除草劑等。PCP揮發性很低，難以通過空氣遷移。在通常條件下不被氧化，也難于水解，但易被光解和生物降解。因其殘效期長，屬于對水域環境有嚴重破壞又難以修復的藥物，許多國家將PCP列為環境優先監測污染物之一。關于土壤中PCP降解的研究有很多[1-13]，主要分為3類：一是以光化學降解為基礎的非生物法，二是微生物降解法，三是植物降解法。植物降解研究常采用在土壤中添加高濃度的PCP標準液，然后測定各種指標檢驗修復效果。本試驗對已檢出的被低濃度PCP污染的淡水養殖區底質用蘆葦、水蔥、黃菖蒲進行修復，通過檢驗底質中和植物中PCP含量來檢驗修復效果。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

CP3800氣相色譜儀（美國，Varian公司），色譜柱類型CP8751（30 mm×0.25 mm×0.39 mm）；調速多用振蕩器（金壇市宏華儀器廠）；超聲波振蕩器、高速分散均質機（上海標本模型廠）、脫水柱、50 mL離心管、50 mL容量瓶、1 mL胖肚吸管、125 mL分液漏斗、植物粉碎機等。

五氯酚標準溶液（1 mg/mL，2 mL/支，中國計量科學研究院）、甲醇、正己烷、丙酮均為色譜純（美國，Tedia公司）；乙酸酐（分析純，上海凌峰化學試劑有限公司）；濃硫酸（優級純，中國巨化集團公司）；碳酸鉀（分析純，江蘇省宜興市第二化學試劑廠）；無水硫酸鈉（分析純，上海試四赫維化工有限公司），使用前在650 ℃下灼燒4 h，冷卻后，置干燥器中備用。蘆葦、水蔥、黃菖蒲（金枝戀家居園藝）。

1.2 試驗方法

1.2.1 色譜條件 進樣口溫度250 ℃；ECD檢測器溫度 300 ℃；升溫程序：140 ℃保持2 min，以10 ℃/min的速度升高到200 ℃保持4 min；柱流速2.0 mL/min；尾吹30 mL/min；進樣量1.0 μL。結果見圖1。

1.2.2 試驗設計 試驗所用底質均采自浙江省湖州市三縣三區的大型淡水養殖池塘。底質采集后去除石塊和大的雜物，陰干至半干，混勻。分別稱取底質2 kg于底部無洞的花盆中，總共4盆。其中1盆不種植物，另外3盆分別種植大小均等的水蔥、蘆葦、黃菖蒲植株各10株。每天給4盆澆水量保持一致，保持土壤濕潤。以0 d為對照，在試驗處理后6、12、18、24、30 d分別取底質和整株植物檢測五氯酚殘留量。

1.2.3 樣品預處理 取處理前（0 d）及處理后6、12、18、24、30 d各個盆底質的表層、中間層、底層樣品各10.0 g。然后從10.0 g底質中稱取1.0 g放入105 ℃烘箱中過夜烘干、冷卻、稱質量。再重復烘干、冷卻、稱質量，直到烘干樣品達到恒質量（2次稱量結果差別不超過0.001 g）。通過烘干前樣品質量減去烘干后樣品質量計算水分含量，從而得出1.0 g干質量樣品相當于濕重樣品的質量。稱取相當于1.0 g干質量樣品的濕質量樣品待檢測。取處理前（0 d）及處理后6、12、18、24、30 d盆中水蔥、蘆葦、黃菖蒲植物各2株，用植物粉碎機粉碎成粉末狀，稱取10 g待檢測。

1.2.4 標準曲線的制作 將安瓿瓶中2 mL的五氯酚標準溶液全部轉移至50 mL容量瓶中，用甲醇潤洗安瓿瓶5次，將潤洗液轉移至容量瓶中，再定容至刻度線。此時五氯酚含量為40 mg/L。再取40 mg/L五氯酚1.0 mL于50 mL容量瓶中，用甲醇定容至50 mL，則五氯酚含量為0.8 mg/L。在裝有 20 mL 0.1mol/L碳酸鉀溶液的7個125 mL分液漏斗中分別加入0.8 mg/L五氯酚標準使用液0、5、10、50、100、250、500 μL，混勻。加入1.0 mL乙酸酐，振搖5 min后加入5 mL正己烷，振搖5 min，靜置分層后棄去水相，收集正己烷相。正己烷相經無水硫酸鈉脫水后定容至5.0 mL。得到含量為00、0.8、1.6、8、16、40、80 μg/L的五氯苯乙酸酯標準系列溶液，用于標準曲線的制作。

1.2.5 五氯酚的提取 取“1.2.3”節的樣品，加50%濃硫酸 1 mL，正己烷 ∶丙酮（1 ∶1）10 mL，采用超聲波法提取五氯酚5 min，靜置5 min，取5 mL上清液。再加10 mL相同溶劑，同樣方法提取五氯酚，靜置5 min，取5 mL上清液，合并上清液。加0.1 mol/L碳酸鉀10 mL振蕩反提取2次，棄去有機相，取下層水相。加1 mL乙酸酐，振蕩5 min，加入5 mL正己烷，振蕩5 min，取上清液。用無水硫酸鈉脫水，定容至 5.0 mL。待氣相色譜測定。

2 結果與分析

2.1 方法的可靠性

2.1.1 線性范圍和檢出限 根據“1.2.4”節制作標準曲線，得出：y=1.974 0×104x+1.156 3×104（r=0.997），試驗結果表明，在0.8～80 μg/L范圍內，五氯酚含量與色譜峰面積有很好的線性關系。以3倍基線噪音計，檢出限為2.93 μg/kg。說明本方法適用于底質中五氯酚的定量分析。

2.1.2 精密度和準確度 根據“1.2.5”節方法提取五氯酚，每個含量重復3次，五氯酚的回收率和相對標準偏差見表1。表1顯示，樣品平均加標回收率為81.3%～91.1%，符合農藥殘留分析要求[14]。樣品相對標準偏差為1.21%～125%，說明該方法的精密度較好[15]。定量檢出限為 7.79 μg/kg。

2.2 淡水養殖區底質中五氯酚的殘留量

試驗過程中淡水養殖區底質中五氯酚的含量變化如圖2至圖4，上、中、下層底質中的PCP含量都隨時間的延長逐漸下降。同一盆植物的上、中、下層底質PCP含量變化沒有明顯規律，這可能是因為同一盆植物每次檢測采樣的上、中、下層底質位置無法固定。30 d之內種植植物的底質中PCP基本可以全部降解，未種植植物的底質中PCP含量也只剩下原來的30%。這說明光照和底質中的微生物對低濃度PCP的降解效率高達70%。水蔥、蘆葦、黃菖蒲對底質中PCP均有較好的降解作用。從降解效果來看，水蔥>黃菖蒲>蘆葦。PCP對植物的生長沒有明顯的抑制作用。

2.3 五氯酚在3種植物中的富集

從圖5可以看出，隨著時間的變化，蘆葦、水蔥、黃菖蒲3種植物體內五氯酚含量逐漸增加。從富集量來看，在種植后30 d， 水蔥、黃菖蒲、 蘆葦3種植物體內五氯酚含量分別比其本身起始含量高16.20、10.88、8.41 μg/kg。底質中五氯酚起始含量為17.90 μg/kg。由此可以推斷，水蔥、黃菖蒲、蘆葦分別吸收了底質中的五氯酚90.50%、60.78%、4698%，吸收量從大到小依次為水蔥>黃菖蒲>蘆葦，這與“2.2”節中這3種植物底質五氯酚的減少量剛好對應。

3 結論

水蔥、黃菖蒲、蘆葦3種水生植物易移栽成活、對淡水養殖區底質耐污染能力強，降解五氯酚效果好，對于被五氯酚污染的淡水養殖區底質修復是可行的，具有推廣應用價值。

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