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热带农业废弃物源生物炭中多环芳烃的分布特征及其生态风险评估

文献类型： 中文期刊

作者： 谭华东 1 ; 张晓瑛 2 ; 武春媛 1 ; 赵淑巧 1 ;

作者机构： 1.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所

2.中国热带农业科学院

关键词： 农业废弃物;生物炭;多环芳烃;污染特征;风险评估

期刊名称： 热带作物学报

ISSN： 1000-2561

年卷期： 2022 年 43 卷 007 期

页码： 1516-1526

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 针对热带农业废弃物资源化过程中生物炭安全利用数据不足,以热带农业废弃物[香蕉茎(banana stem,BS)、菠萝叶(pineapple leaves,PL)、荔枝杆(litchi stem,LS)、水稻秆(rice stalk,RS)、椰子壳(coconut shell,COS)、蘑菇渣(mushroom residue,MR)和木薯茎(cassava stem,CAS)]为原料于不同温度(300、500、700℃)下制备生物炭,利用超声辅助提取-QuEChERS-GC-MS测定其中的16种优控多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)分布特征,结合原料/生物炭理化因子与制备温度解析PAHs残留影响因素,基于苯丙a芘毒性当量浓度(toxic equivalent concentration of benzo[a]pyrene,TEQ-BaP)和风险熵值法评价生物炭中PAHs的生态风险.结果表明,∑16 PAHs处于1217.6~9547.1μg/g,检出率与浓度最高均为萘(naphthalene,NAP)与菲(PHE),2~4环PAHs是生物炭中主要的PAHs类型;生物炭中∑16PAHs呈现BS>PL>LS>RS>COS>MR>CAS,不同生物炭中PAHs种类与含量不同,与来源及制备温度相关.冗余分析(RDA)结果显示,生物炭中PAHs含量与生物炭的电导率(electric conductivity,EC)、碳氧比(carbon oxygen ratio,C/O)呈正相关,而与碳氢比(hydrocarbon ration,C/H)呈负相关(P<0.05),且与温度密切相关.从毒性当量浓度和风险商(risk quotient,RQ)看,生物炭中PAHs的毒性来源于低环PAHs,且致癌毒性效应较小;生物炭中NAP浓度存在生态风险,其他单体PAH的RQ<0.1,无生态风险,但值得注意的是总PAHs的RQ>1,需加以关注.该结果可为今后热带土壤中生物炭安全利用提供科学依据.

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