摘要
全氟辛酸（Perfluorooctanoic acid,PFOA）独特的理化性质使其在各领域被大量应用。PFOA通过工业和消费品的生产、运输、使用和处置等过程进入环境,经多种途径最终进入土壤环境中。PFOA较高的水溶性使其具备较强的迁移能力且易被植物吸收利用。同时，PFOA的持久性和生物蓄积性使其具有通过食物链传递，并最终威胁人类健康的风险。因此探索安全有效的措施防控PFOA的环境健康风险至关重要。本研究采用放射性同位素示踪技术，结合静态吸附实验，土壤淋溶实验以及土培植物实验等方式,系统研究了不同类型生物炭阻控PFOA环境风险的有效性，以及生物炭对土壤-植物系统中PFOA生物效应的影响，主要的研究结果如下: 1.竹子生物炭（BB）、椰壳生物炭（CB）和玉米秸秆生物炭（MB）对于PFOA的吸附均遵循拟二级动力学模型，BB和MB的吸附平衡时间为8 h,CB的吸附平衡时间为12h。三种生物炭的吸附等温线模型符合Langmuir模型，BB、CB和MB对PFOA的最大吸附容量分别为56mg/g、834mg/g和89mg/g。比表面积归一化结果表明生物炭吸附PFOA的能力与比表面积的大小有关。在酸性环境中,因静电吸引作用增强了生物炭对PFOA的吸附，相反碱性环境由于静电斥力降低了吸附效率且疏水相互作用成为主导作用力。在PFOA 土壤淋溶实验中发现,CB截留效果显著优于BB和MB,三种生物炭使用5％的添加量均可显著降低土壤浸出液中PFOA的浓度。 2.生物炭的施入显著提升土壤pH值和有机质（SOM）含量，其中BB和MB还显著增加土壤总氮（TN）和有效磷（AP）含量。施用生物炭显著降低土壤中可脱附态PFOA的含量,从而使白菜体内PFOA的浓度降低了 93.6％～99.9％,表明在受PFOA污染农田中施用生物炭阻控因农作物富集PFOA导致的健康风险是有效的。施用BB和MB使白菜的光合作用增强，丙二醛（MDA）含量降低，从而使得白菜显著增产29.5％～50.3％。CB诱导白菜发生氧化应激，光合作用减弱，因此没有增产的作用。施用生物炭对白菜吸收利用矿物质元素有一定的促进作用。此外，生物炭施用联合白菜种植显著提升了土壤中残留态PFOA的含量，这将有助于土壤中PFOA的固定，进而降低了其环境健康风险。 3.BB和MB具有改善PFOA污染土壤中脲酶和过氧化氢酶的潜力，而CB的施用则显著抑制了土壤过氧化氢酶的活性。此外，施用CB对土壤细菌群落α多样性有负面影响。施用BB和MB后土壤微生物的丰富度和多样性均得到显著改善，表明这两种生物炭拥有作为土壤改良剂的潜力。所有处理组的门水平上均以 Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria、Gemmatimonadete、Bacteroidetes、Candidatus Saccharibacteria、Planctomycetes 和 Chloroflexi 为主。生物炭的施用会对少数细菌的相对丰度产生影响，但总体而言维持了原有土壤细菌群落结构。 这些结果为研究生物炭影响土壤-植物系统中PFOA生物效应以及土壤中PFOA环境风险阻控提供参考。
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