CN111732156B - 一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法 - Google Patents

一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法 Download PDF

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Abstract

一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法，它涉及一种抑制中轻度多环芳烃污染的土壤中多环芳烃释放的方法。本发明的目的是要解决稻蟹共作稻田中在蟹类生物扰动下导致底泥中的多环芳烃会向上覆水释放迁移的问题。方法：在中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田中施加抑制剂，所述抑制剂为有机改性凹凸棒土。优点：一、抑制底泥多环芳烃向上覆水体释放。二、改变原有的沉积物‑水分配系数，生物有效性大大降低，减少水稻与螃蟹对多环芳烃的富集。本发明主要用于抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放。

Description

一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳 烃释放的方法
技术领域
本发明涉及一种抑制中轻度多环芳烃污染的土壤中多环芳烃释放的方法。
背景技术
发展现代化农业是农业的发展大趋势。现代化农业要求是具有良好经济效益和生态效益。稻蟹共作可以达到稻谷与蟹种双丰收，经济效益相当可观。由于有机污染物具有较强的疏水性，土壤中累积了大量有机污染物，其中多环芳烃是农田系统中一种典型的疏水性有机污染物，在稻蟹共作稻田中蟹类生物扰动下，底泥中的多环芳烃会向上覆水释放迁移。上覆水中的多环芳烃流动性较强，污染范围大，易通过食物链进入人体，危害人类健康与粮食安全，因此抑制底泥中多环芳烃的释放成为刻不容缓的问题，这样才能保证其生态效益，做到真正的现代化农业。
东北地区的稻蟹共作发展迅速，稻田面积大，由于东北地区属于典型的寒区，稻田底泥土壤温度低，温度在5.1～27℃之间(5月-10月)，平均值为17.2℃，昼夜温差大。根据寒区稻蟹共作与生物扰动的特点，选择合适的方式来抑制底泥中多环芳烃的释放，减少上覆水中多环芳烃的含量，降低多环芳烃的生物有效性具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是要解决稻蟹共作稻田中在蟹类生物扰动下导致底泥中的多环芳烃会向上覆水释放迁移的问题，而提供一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法。
一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法，具体是按以下步骤完成的：
在中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田中施加抑制剂，所述抑制剂为有机改性凹凸棒土。
本发明原理及优点：一、上覆水中的多环芳烃流动性较强，污染范围大，且易通过食物链进入人体，危害粮食安全与人类健康，而凹凸棒土素有“千土之王”、“万用之土”之称。凹凸棒土具有较大的孔容和比表面积，有着很好的吸附性，是天然生态纳米材料。但凹凸棒土对疏水性有机污染物的吸附效果不好；所以本发明对凹凸棒土进行有机改性，增强凹凸棒土对疏水性有机污染物的吸附效果；再将有机改性凹凸棒土作为抑制剂施加到中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田中，抑制底泥多环芳烃向上覆水体释放。二、有机改性凹凸棒土的添加增加了沉积物中有机物含量，改变了原有的沉积物-水分配系数，使疏水性有机污染物(多环芳烃，如：菲)不易解吸释放到上覆水中，且吸附到腐殖酸改性凹凸棒土上的疏水性有机污染物(多环芳烃，如：菲)不易提取出来，其生物有效性大大降低，进而减少水稻与螃蟹对多环芳烃的富集，保证食品安全。
附图说明
图1是实施例1上覆水中TSS与颗粒态菲的关性分析图；
图2是对比例2上覆水中TSS与颗粒态菲的关性分析图；
图3是对比例3上覆水中TSS与颗粒态菲的关性分析图；
图4是实施例1上覆水中DOC与溶解态菲的关性分析图；
图5是对比例2上覆水中DOC与溶解态菲的关性分析图；
图6是对比例3上覆水中DOC与溶解态菲的关性分析图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法，具体是按以下步骤完成的：
在中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田中施加抑制剂，所述抑制剂为有机改性凹凸棒土。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述有机改性凹凸棒土为腐殖酸改性凹凸棒土。其他与具体实施方式一相同。
本实施方式选用腐殖酸对凹凸棒土进行改性，得到腐殖酸改性凹凸棒土，腐殖酸改性凹凸棒土既保留了凹凸棒土原本的特性，又增强了对有机污染物的吸附能力。通过吸附-解吸实验发现，腐殖酸改性凹凸棒土对菲有较强的吸附能力，其有机碳标准化分配系数Koc最大，且大于土壤的Koc值，说明疏水性有机污染物(多环芳烃，如：菲)会更易被改性凹凸棒土捕获，且具有较强的解吸迟滞性。此外生物扰动造成上覆水中疏水性有机污染物(多环芳烃，如：菲)含量升高，主要是因为底栖生物的一系列生命活动增强颗粒物悬浮，并且改变了沉积物-水界面的理化性质，其中最重要的改变是增加了上覆水中DOC含量，DOC含量与溶解态疏水性有机污染物(多环芳烃，如：菲)的含量显著相关，而腐殖酸改性凹凸棒土的添加增加了沉积物中有机物含量，改变了原有的沉积物-水分配系数，使疏水性有机污染物(多环芳烃，如：菲)不易解吸释放到上覆水中，进而达到抑制多环芳烃释放的目的。并且选择天然有机物-腐殖酸对进行凹凸棒土进行改性，再利用腐殖酸改性凹凸棒土作为吸附剂，避免二次污染。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述抑制剂在搅浆平地机整地过程中施加，施加深度为0～8cm。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述抑制剂的施加量为1000kg/亩～2000kg/亩。其他与具体实施方式一至三相同。
因为本发明书针对轻中度污染土壤农田，此外，水稻根系分泌物在植物修复污染土壤过程中有着重要作用，所以抑制剂不需要太大施加量。根系分泌物不仅在改变土壤根际区微生物种群组成、数量及其活力等方面发挥着独特的作用，而且通过直接或间接的途径能够有效地螯合、活化、转化、降解直至去除土壤中的有机污染物，使土壤质量得以提升或改善，这种功能特征被认为是污染土壤修复的主要理论基础之一。研究表明，根际周围微生物的种类和数量高于非根际很多、且PAHs含量低，这可能是植物根际通过一些复杂的作用，削弱了PAHs胁迫对根际土壤微生物的影响，促进了PAHs的降解和微生物生长。最重要的是稻蟹共作稻田中河蟹的存在，由于底栖动物几乎终生生活于沉积物中，因此通过体表吸收和摄食沉积物，使得PAHs更容易富集于其体内。某些底栖动物对PAHs还具有代谢能力。底栖动物的生物扰动可以间歇性地向深层的无氧区输送氧、直接或者间接影响微生物菌群变化，使颗粒物纵向迁移；同时，底栖动物的排泄物有助于PAHs从沉积物中解吸，促进PAHs与微生物接触；此外，底栖动物消化液中的助溶剂对生物降解有很好的促进作用，这些因素都有利于促进沉积物中PAHs发生生物降解。若同一地块连续施加抑制剂，可以提高不同土层内各粒级的腐殖酸含量，一方面可增强土壤肥力、改良土壤、增效肥料作用；另一方面，腐殖酸因其具有亲水性、吸附性，络合性和带负的表面电荷，直接影响地表环境有毒污染物的迁移转化、毒性、生物地球化学循环及归宿；但腐殖酸过多易形成黑臭死水，会影响蟹生长，随着腐殖酸在土壤中的蓄积，不必连续施加同样量抑制剂。所以同一地块连续进行抑制剂的施加，第一年抑制剂的施加量为1000kg/亩～2000kg/亩；第二年抑制剂的施加量为800kg/亩～1500kg/亩，第三年抑制剂的施加量为500kg/亩～1000kg/亩，第四年抑制剂的施加量为400kg/亩～800kg/亩，第五年抑制剂的施加量为300kg/亩～500kg/亩，从第六年起每年抑制剂的施加量为100kg/亩～200kg/亩即可。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述腐殖酸改性凹凸棒土是按以下步骤制备的：
①、凹凸棒土预处理：先将凹凸棒土粉碎，得到凹凸棒土粉体，然后再依次对凹凸棒土粉体进行酸改性和热改性，得到预处理后凹凸棒土；
②、配置腐殖酸溶液：称取5g腐殖酸粉末溶解到1L浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中，在温度为80℃下磁力搅拌24h后，采用抽滤装置用0.45μm的混合纤维滤膜进行过滤，得到的滤液用HCl将pH值调制中性，再容量至1L的细口瓶中，然后取出稀释至浓度为800mg/L，得到腐殖酸溶液；
③、改性：将预处理后凹凸棒土加入腐殖酸溶液中，置于水浴恒温振荡机上，在温度为25℃下以250r/min振荡时间3h，通过离心机固液分离，对分离得到的固体产物进行冷烘干燥，经过粉碎过筛，得到腐殖酸改性凹凸棒土；所述预处理后凹凸棒土的质量与腐殖酸溶液的体积比为3g:100mL。
其他与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五的不同点是：步骤①中所述酸改性具体过程如下：将凹凸棒土粉体加入质量分数为70％的盐酸溶液中，在温度为20℃下超声分散2h，然后使用超纯水洗涤至中性，最后在温度为100～110℃下真空干燥至恒重，得到酸改性凹凸棒土；所述凹凸棒土粉体与质量分数为70％的盐酸溶液的质量比为1:15。其他与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五或六之一不同点是：步骤①中所述热改性具体过程如下：将酸改性凹凸棒土置于温度为550～850℃下煅烧2h，自然冷却至室温后过200目筛，得到预处理后凹凸棒土。其他与具体实施方式五或六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：所述稻蟹共作稻田中螃蟹在六月中旬移至稻田养殖，放养密度为0.5只/m2～1只/m2，螃蟹的规格为120只/kg～200只/kg。其他与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：所述螃蟹为中华绒蟹。其他与具体实施方式一至八相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
采用下述试验验证本发明效果：
在同一地块平均划分成6个独立给水的试验田I至VII，依次按照实施例1和对比例1至6操作。
实施例1：在试验田I中采用一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法，具体是按以下步骤完成的：
在中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田中施加抑制剂，所述抑制剂为腐殖酸改性凹凸棒土；所述抑制剂在搅浆平地机整地过程中施加，施加深度为0～8cm；所述抑制剂的施加量为1000kg/亩～2000kg/亩。
实施例1所述腐殖酸改性凹凸棒土是按以下步骤制备的：
①、凹凸棒土预处理：先将凹凸棒土粉碎，得到凹凸棒土粉体，然后再依次对凹凸棒土粉体进行酸改性和热改性，得到预处理后凹凸棒土；
所述酸改性具体过程如下：将凹凸棒土粉体加入质量分数为70％的盐酸溶液中，在温度为20℃下超声分散2h，然后使用超纯水洗涤至中性，最后在温度为100～110℃下真空干燥至恒重，得到酸改性凹凸棒土；所述凹凸棒土粉体与质量分数为70％的盐酸溶液的质量比为1:15；
所述热改性具体过程如下：将酸改性凹凸棒土置于温度为550～850℃下煅烧2h，自然冷却至室温后过200目筛，得到预处理后凹凸棒土；
②、配置腐殖酸溶液：称取5g腐殖酸粉末溶解到1L浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中，在温度为80℃下磁力搅拌24h后，采用抽滤装置用0.45μm的混合纤维滤膜进行过滤，得到的滤液用HCl将pH值调制中性，再容量至1L的细口瓶中，然后取出稀释至浓度为800mg/L，得到腐殖酸溶液；
③、改性：将预处理后凹凸棒土加入腐殖酸溶液中，置于水浴恒温振荡机上，在温度为25℃下以250r/min振荡时间3h，通过离心机固液分离，对分离得到的固体产物进行冷烘干燥，经过粉碎过筛，得到腐殖酸改性凹凸棒土；所述预处理后凹凸棒土的质量与腐殖酸溶液的体积比为3g:100mL。
实施例1中所述稻蟹共作稻田中螃蟹在六月中旬移至稻田养殖，放养密度为0.75只/m2，螃蟹的规格为150只/kg；所述螃蟹为中华绒蟹。
对比例1：本实施例与实施例1不同点是：在试验田II中抑制剂整地过程中施加，施加深度为9～15cm。其他与实施例1相同。
对比例2：本实施例与实施例1不同点是：在试验田III中不施加抑制剂。其他与实施例1相同。
对比例3：本实施例与实施例1不同点是：在试验田IV中不养殖螃蟹，也不施加抑制剂。其他与实施例1相同。
对比例4：本实施例与实施例1不同点是：在试验田V中所述腐殖酸改性凹凸棒土是按以下步骤制备的：
①、凹凸棒土预处理：先将凹凸棒土粉碎，得到凹凸棒土粉体，再对凹凸棒土粉体进行热改性，得到预处理后凹凸棒土；
所述热改性具体过程如下：将酸改性凹凸棒土置于温度为550～850℃下煅烧2h，自然冷却至室温后过200目筛，得到预处理后凹凸棒土；
②、配置腐殖酸溶液：称取5g腐殖酸粉末溶解到1L浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中，在温度为80℃下磁力搅拌24h后，采用抽滤装置用0.45μm的混合纤维滤膜进行过滤，得到的滤液用HCl将pH值调制中性，再容量至1L的细口瓶中，然后取出稀释至浓度为800mg/L，得到腐殖酸溶液；
③、改性：将预处理后凹凸棒土加入腐殖酸溶液中，置于水浴恒温振荡机上，在温度为25℃下以250r/min振荡时间3h，通过离心机固液分离，对分离得到的固体产物进行冷烘干燥，经过粉碎过筛，得到腐殖酸改性凹凸棒土；所述预处理后凹凸棒土的质量与腐殖酸溶液的体积比为3g:100mL。
其他与实施例1相同。
对比例5：本实施例与实施例1不同点是：在试验田VI中所述腐殖酸改性凹凸棒土是按以下步骤制备的：
①、凹凸棒土预处理：先将凹凸棒土粉碎，得到凹凸棒土粉体，再对凹凸棒土粉体进行酸改性，得到预处理后凹凸棒土；
所述酸改性具体过程如下：将凹凸棒土粉体加入质量分数为70％的盐酸溶液中，在温度为20℃下超声分散2h，然后使用超纯水洗涤至中性，最后在温度为100～110℃下真空干燥至恒重，得到酸改性凹凸棒土；所述凹凸棒土粉体与质量分数为70％的盐酸溶液的质量比为1:15；
②、配置腐殖酸溶液：称取5g腐殖酸粉末溶解到1L浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中，在温度为80℃下磁力搅拌24h后，采用抽滤装置用0.45μm的混合纤维滤膜进行过滤，得到的滤液用HCl将pH值调制中性，再容量至1L的细口瓶中，然后取出稀释至浓度为800mg/L，得到腐殖酸溶液；
③、改性：将预处理后凹凸棒土加入腐殖酸溶液中，置于水浴恒温振荡机上，在温度为25℃下以250r/min振荡时间3h，通过离心机固液分离，对分离得到的固体产物进行冷烘干燥，经过粉碎过筛，得到腐殖酸改性凹凸棒土；所述预处理后凹凸棒土的质量与腐殖酸溶液的体积比为3g:100mL。
其他与实施例1相同。
对比例6：本实施例与实施例1不同点是：在试验田VII中所述腐殖酸改性凹凸棒土是按以下步骤制备的：
①、粉碎：先将凹凸棒土粉碎，得到凹凸棒土粉体；
②、配置腐殖酸溶液：称取5g腐殖酸粉末溶解到1L浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中，在温度为80℃下磁力搅拌24h后，采用抽滤装置用0.45μm的混合纤维滤膜进行过滤，得到的滤液用HCl将pH值调制中性，再容量至1L的细口瓶中，然后取出稀释至浓度为800mg/L，得到腐殖酸溶液；
③、改性：将凹凸棒土粉体加入腐殖酸溶液中，置于水浴恒温振荡机上，在温度为25℃下以250r/min振荡时间3h，通过离心机固液分离，对分离得到的固体产物进行冷烘干燥，经过粉碎过筛，得到腐殖酸改性凹凸棒土；所述凹凸棒土粉体的质量与腐殖酸溶液的体积比为3g:100mL。
其他与实施例1相同。
在试验田I至VII的中心区域每5天采一批样，共采样6批。检测试验田I至VII的中心区域上覆水中溶解态菲与颗粒态菲的含量，同时测量上覆水中DOC与TSS浓度，如表1至表4所示。
表1上覆水中颗粒态菲随时间变化的含量(单位：ng/L)
Figure BDA0002606721150000071
Figure BDA0002606721150000081
通过对比例2与对比例3对比可知，当存在螃蟹时，由于生物扰动作用造成上覆水中颗粒态菲含量显著升高，通过对比例2与实施例1对比可知，采用本发明方法可以有效降低上覆水中颗粒态菲含量，通过实施例1与对比例1对比可知，对比例1上覆水中颗粒态菲含量远大于实施例1上覆水中颗粒态菲含量，因为螃蟹的活动范围无法达到底层，所以底层的土壤无论是污染物菲还是吸附剂改性凹凸棒土都没有受到螃蟹的强烈扰动，导致对比例1将抑制剂施加在底层(9～15cm)的处理效果与对比例2不施加抑制剂的效果相差无几；对比例6中凹凸棒土没有经过预处理，虽然经过腐殖酸改性，但因凹凸棒土杂质过多、致密的聚集体与晶束使凹凸棒土比表面积低致使腐殖酸负载量少，严重的影响了腐殖酸改性凹凸棒土吸附颗粒态菲的效果；对比例4中先对凹凸棒土进行热改性，再进行腐殖酸改性，由于热处理后凹凸棒土比表面积变化不明显、杂质中的碱性氧化物使其表面负电荷增加致使与腐殖酸分子同电性而相斥，腐殖酸在凹凸棒土上负载量少，影响了腐殖酸改性凹凸棒土吸附颗粒态菲的效果；对比例5中先对凹凸棒土进行酸改性，再进行腐殖酸改性，由于酸化后其表面酸性提高，表面亲水性增加，不利于吸附疏水性腐殖酸，影响了腐殖酸改性凹凸棒土吸附颗粒态菲的效果；所以，只有先对凹凸棒土依次进行酸改性(提纯凹凸棒土、拆散致密的聚集体与晶束)、热改性(增大比表面积，水分子脱出OH2后致使凹凸棒土的疏水性增加，进而提高其对有机物腐殖酸的亲和性)，再腐殖酸改性，得到的腐殖酸改性凹凸棒土才具有最佳吸附颗粒态菲的效果。
表2上覆水中溶解态菲随时间变化的含量(单位：ng/L)
Figure BDA0002606721150000082
Figure BDA0002606721150000091
通过对比例2与对比例3对比可知，当不存在螃蟹时，对比例3中上覆水中溶解态菲的变化从第5天的9.652ng/L上升到第30天的21.992ng/L，上升趋势不明显。当存在螃蟹时，对比例2中上覆水中溶解态菲由第5天的23.344ng/L上升到80.888ng/L，上升了347％。当存在螃蟹、又添加抑制剂时，实施例1中溶解态菲的含量最低，说明改性凹凸棒土的添加显著降低了上覆水中溶解态菲的含量。对比例6中凹凸棒土没有经过预处理，虽然经过腐殖酸改性，但因凹凸棒土杂质过多、致密的聚集体与晶束使凹凸棒土比表面积低致使腐殖酸负载量少，严重的影响了腐殖酸改性凹凸棒土吸附溶解态菲的效果；对比例4中先对凹凸棒土进行热改性，再进行腐殖酸改性，由于热处理后凹凸棒土比表面积变化不明显、杂质中的碱性氧化物使其表面负电荷增加致使与腐殖酸分子同电性而相斥，腐殖酸在凹凸棒土上负载量少，影响了腐殖酸改性凹凸棒土吸附溶解态菲的效果；对比例5中先对凹凸棒土进行酸改性，再进行腐殖酸改性，由于酸化后其表面酸性提高，表面亲水性增加，不利于吸附疏水性腐殖酸，影响了腐殖酸改性凹凸棒土吸附溶解态菲的效果；所以，只有先对凹凸棒土依次进行酸改性(提纯凹凸棒土、拆散致密的聚集体与晶束)、热改性(增大比表面积，水分子脱出OH2后致使凹凸棒土的疏水性增加，进而提高其对有机物腐殖酸的亲和性)，再腐殖酸改性，得到的腐殖酸改性凹凸棒土才具有最佳吸附溶解态菲的效果。
表3上覆水中TSS随时间变化的含量(单位：mg/L)
Figure BDA0002606721150000092
Figure BDA0002606721150000101
在对比例3，TSS变化不明显，但总体上呈降低的趋势，主要是随着实验时间的延长，沉积物会发生沉降，颗粒物难以再悬浮。对比例2中TSS含量显著高于对比例3，TSS随着时间变化呈上升的趋势，螃蟹加入微宇宙后就开始在沉积物表层行走，由此对沉积物产生扰动作用，造成沉积物再悬浮，后期基本趋于稳定也主要与螃蟹的活动有关，由于实验期间不投食，后期螃蟹的活动能力减弱。实施例1与对比例2，TSS含量和变化趋势相似，但由于添加改性凹凸棒土，实施例1的TSS含量略高于对比例2，对比例4、对比例5、对比例6与实施例1数据相差不明显。这是由于改性凹凸棒土的粒径较小，在螃蟹扰动下，悬浮在上覆水中。生物扰动提高上覆水中TSS含量主要有以下两个方面的原因：一方面，底栖动物通过输运和搬运直接作用于沉积物，造成沉积物再悬浮。另一方面，底栖生物通过生命活动使沉积物变得疏松，例如：建穴、觅食等，使其更容易发生再悬浮。
表4上覆水中DOC随时间变化的含量(单位：mg/L)
Figure BDA0002606721150000102
Figure BDA0002606721150000111
DOC的含量变化均呈现上升的趋势，然而其上升幅度不同，对比例3中上覆水的DOC由第5天的5.569mg/L上升到第30天的8.875mg/L，上升了159％，对比例2由第5天的12.516mg/L上升到第30天的40.129mg/L，上升了321％，表明螃蟹的存在显著提高了上覆水中DOC含量。螃蟹的生物扰动作用能够增加上覆水中DOC含量，主要是由于以下两方面原因：(1)螃蟹的生命活动会引起沉积颗粒物再悬浮，例如：掘穴、摄食，沉积物中有机碳会在颗粒物悬浮的过程中释放到水体中，从而提高上覆水体中DOC浓度。(2)底栖生物的排泄物中含有大量的小分子溶解性有机质。排泄物主要存在于沉积物-水交界面处，这些溶解性有机质增加了上覆水中DOC的含量。因实施例1中凹凸棒土负载腐殖酸的含量比对比例4、对比例5、对比例6中凹凸棒土负载腐殖酸的含量高，故上覆水中的DOC也高。
探究生物扰动促进上覆水中颗粒态菲与溶解态菲含量升高的原因，把上覆水中DOC与溶解态菲的含量、TSS与颗粒态菲的含量做相关性分析。由SPSS软件进行数据分析及Origin软件作图，如图1至图6所示，图1是可知，溶解态菲的含量与DOC的含量显著相关(P<0.05)，颗粒态菲的含量与TSS的含量显著相关(P<0.05)。
把实施例1、对比例2和对比例3获得的上覆水中DOC与溶解态菲的含量、TSS与颗粒态菲的含量做相关性分析。由SPSS软件进行数据分析及Origin软件作图，如图1至图6所示，图1是实施例1上覆水中TSS与颗粒态菲的关性分析图；图2是对比例2上覆水中TSS与颗粒态菲的关性分析图；图3是对比例3上覆水中TSS与颗粒态菲的关性分析图；图4是实施例1上覆水中DOC与溶解态菲的关性分析图；图5是对比例2上覆水中DOC与溶解态菲的关性分析图；图6是对比例3上覆水中DOC与溶解态菲的关性分析图；通过图1至图3可知，颗粒态菲的含量与TSS的含量显著相关(P<0.05)；溶解态菲的含量与DOC的含量显著相关(P<0.05)。底栖动物的一系列生命活动会改变沉积物和水的理化性质，改变上覆水中TSS与DOC含量，进而影响上覆水中菲含量的变化。添加改性凹凸棒土通过原位修复技术，可以抑制沉积物上的菲解吸释放到上覆水中，显著降低上覆水中溶解态菲的含量，降低了菲的迁移性和生物利用性，对于颗粒态菲，改性凹凸棒土降低了颗粒态菲的可提取率，降低了菲的生物有效性。改性凹凸棒土对抑制稻蟹共作稻田底泥菲的释放、迁移、可利用发挥了极大的作用。

Claims (2)

1.一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：
在中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田中施加抑制剂，所述抑制剂为有机改性凹凸棒土；所述有机改性凹凸棒土为腐殖酸改性凹凸棒土；
所述抑制剂在搅浆平地机整地过程中施加，施加深度为0～8cm；
所述抑制剂的施加量为1000kg/亩～2000kg/亩；若同一地块连续进行抑制剂的施加，第一年抑制剂的施加量为1000kg/亩～2000kg/亩；第二年抑制剂的施加量为800kg/亩～1500kg/亩，第三年抑制剂的施加量为500kg/亩～1000kg/亩，第四年抑制剂的施加量为400kg/亩～800kg/亩，第五年抑制剂的施加量为300kg/亩～500kg/亩，从第六年起每年抑制剂的施加量为100kg/亩～200kg/亩即可；
所述稻蟹共作稻田中螃蟹在六月中旬移至稻田养殖，放养密度为0.5只/m2～1只/m2，螃蟹的规格为120只/kg～200只/kg；
所述腐殖酸改性凹凸棒土是按以下步骤制备的：
①、凹凸棒土预处理：先将凹凸棒土粉碎，得到凹凸棒土粉体，然后再依次对凹凸棒土粉体进行酸改性和热改性，得到预处理后凹凸棒土；所述酸改性具体过程如下：将凹凸棒土粉体加入质量分数为70％的盐酸溶液中，在温度为20℃下超声分散2h，然后使用超纯水洗涤至中性，最后在温度为100～110℃下真空干燥至恒重，得到酸改性凹凸棒土；所述凹凸棒土粉体与质量分数为70％的盐酸溶液的质量比为1:15；所述热改性具体过程如下：将酸改性凹凸棒土置于温度为550～850℃下煅烧2h，自然冷却至室温后过200目筛，得到预处理后凹凸棒土；
②、配置腐殖酸溶液：称取5g腐殖酸粉末溶解到1L浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中，在温度为80℃下磁力搅拌24h后，采用抽滤装置用0.45μm的混合纤维滤膜进行过滤，得到的滤液用HCl将pH值调制中性，再容量至1L的细口瓶中，然后取出稀释至浓度为800mg/L，得到腐殖酸溶液；
③、改性：将预处理后凹凸棒土加入腐殖酸溶液中，置于水浴恒温振荡机上，在温度为25℃下以250r/min振荡时间3h，通过离心机固液分离，对分离得到的固体产物进行冷烘干燥，经过粉碎过筛，得到腐殖酸改性凹凸棒土；所述预处理后凹凸棒土的质量与腐殖酸溶液的体积比为3g:100mL。
2.根据权利要求1所述的一种抑制中轻度多环芳烃污染的稻蟹共作稻田底泥中多环芳烃释放的方法，其特征在于所述螃蟹为中华绒蟹。
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