茶园有机氯农药和多环芳烃来源及界面迁移研究

有机氯农药（OCPs）和多环芳烃（PAHs）具有环境持久性、生物累积性、半挥发性，容易在茶园中累积并造成立体污染，从而影响茶叶质量，成为茶业发展的一个瓶颈。本项目以OCPs和PAHs为目标物，首先选取福建典型茶园为研究对象，根据茶叶采收季节，对比分析不同茶园、不同季节大气颗粒相和气相、干湿沉降、土壤、茶树不同部位（主根、须根、茎木质部、茎韧皮部、老叶和新叶）以及茶园周围大气、土壤和干湿沉降中OCPs和PAHs的浓度，同时运用关键OCPs的手性特征，分析OCPs和PAHs来源及其在茶园土壤-茶树-大气的迁移规律。并在室内模拟实验，研究OCPs和PAHs沿水体→根→茎→叶→大气、大气→叶片→茎→根→水体以及双向迁移规律。项目对深入了解茶叶和茶园生态系统不同组分有机污染物来源以及在茶园不同界面和茶树体内的迁移规律有一定的科学意义。得到的结果可为茶园立体污染控制以及茶园合理选址和经营提供科学依据。

有机氯农药（OCPs）和多环芳烃（PAHs）具有环境持久性和生物累积性，容易在茶园中累积，从而影响茶叶质量。本项目以福建茶园为研究对象，分析了土壤、植物和大气、雨水及茶叶表面颗粒相中OCPs和PAHs。首先分析了福建7个茶园土壤和植物中OCPs和PAHs，得到了不同界面这些化合物的残留、组成和来源，及其在土壤-植物界面的迁移和富集。研究发现，老叶中γ-HCH浓度较高，茶园中存在林丹和三氯杀螨醇的使用或输入；植物地上部分低环PAHs浓度较高，主要来自于石油和生物质燃烧；随后重点分析了安溪、尤溪和福州茶园土壤、植物、大气和雨水中OCPs和PAHs残留、组成、迁移富集及来源。结果表明，根OCPs主要来自于土壤，地上部分OCPs主要来自于大气气相；植物对OCPs具有选择吸收性，根从土壤中选择吸收α-HCH和p,p'-DDT，地上部分选择性吸收大气中γ-HCH；根据雨水中OCPs浓度、分布和降雨量，得到了OCPs年沉降量及雨水中OCPs来源；根据茶园土壤、植物和大气中α-HCH，o, p’-DDT和o, p’-DDD的对映异构体特征，初步确定了这3种手性农药的来源及迁移；茶树地上部分PAHs主要来自于大气气相中PAHs的吸收，且吸收具有选择性，这些PAHs主要来自于当地生物质燃烧；制茶季节雨水中PAHs浓度相对较高，且山脚雨水中PAHs浓度较高，主要与制茶过程生物质燃烧相关。雨水中PAHs主要集中在溶解相中，溶解相中以低环PAHs为主，颗粒相中高环PAHs为主；对比研究了郊区茶园和城区大气中OCPs和PAHs浓度和组成，发现城区和郊区大气中OCPs和PAHs浓度无显著差异，大气PAHs浓度冬季高于夏季；对比研究了洗与未洗茶叶及茶叶表面颗粒物中PAHs，发现茶叶表面颗粒物是茶叶中PAHs的一个来源；室内模拟研究发现，向土壤中添加的OCPs和PAHs大部分残留在土壤中，部分可通过根部吸收到茶树中，或挥发到大气中后被植物叶片吸收或吸附，通过根向上转移较少。α-HCH容易在根部累积，Kow值较高的高环PAHs容易被根吸收，且吸收量与Kow直线正相关，低环PAHs容易挥发到大气后被叶片吸收，向大气中添加的OCPs和PAHs部分被植物叶片吸收，很难向下迁移。项目对深入了解茶园生态系统不同组分中OCPs及PAHs来源及其在茶园不同界面的迁移有一定科学意义。